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前言:甲醇气相重整法是目前比较成熟的制氢方法,其中自热重整法耦合了水蒸气重整的吸热反应和部分氧化放热反应,实现自供热,具有良好的应用前景;而甲醇水蒸气重整法(MSR)技术成熟,应用最普遍。
(来源:微信公众号“能链” ID:energylink 作者:jocelyn)
与传统能源相比,氢能具有绿色环保的优势,它将有益于车用燃料多元化、能源多样化,另外还与我国的能源安全息息相关。氢气从哪儿来?据了解,全球84.5%的氢气来源于天然气、煤炭和石油,电力等占比较少。而在国内,62%的氢气来源于煤炭,天然气占比为19%。
▲图片来源:TrendBank
刘科院士曾表示,甲醇是目前最好的制氢材料。
由于甲醇的独特性,作为液体燃料,在陆上可以管路输送,跨海输送成本很低,且可以在储罐里长期储存。据了解,甲醇是煤、石油、天然气的化合物,同时又可以制氢。甲醇作为一种燃料,始于第二次世界大战后期,当时德国、日本、意大利等国家矿产资源严重匮乏,为了不受制于人,甲醇被作为汽油的替代品使用,发挥了巨大的作用。由于当时的技术无法规避甲醇对金属和橡胶件的腐蚀问题,德国将其用来充当火箭燃料。
甲醇在欧美和日本均属于化工产品,在中国,甲醇作为“燃料”,已经经历了多年的发动机研发和实车推广测试工作,甲醇供应链完备。甲醇制氢有不同的方法,即甲醇气相重整法与甲醇液相重整法。
▲图片来源:能链
甲醇气相重整法是目前比较成熟的制氢方法,其中自热重整法耦合了水蒸气重整的吸热反应和部分氧化放热反应,实现自供热,具有良好的应用前景;而甲醇水蒸气重整法(MSR)技术成熟,应用最普遍。根据研究与顾问公司TrendBank数据显示,甲醇制氢在长三角、珠三角工业高纯氢供应商中占比最大,分别为42.9%和57.1%,而部分高纯氢供应商又是加氢站的氢源供应商。
▲图片来源:TrendBank
国内甲醇制氢装置已超800套
1993年,西南化工研究设计院称,已研发出国内第一套甲醇蒸汽转化搭配变压吸附分离制氢技术并投产,该制氢装置600Nm3/h。
甲醇制氢装置从第一套投产至今,全国已建装置超过800套,装置规模设计从20到200000Nm3/h,纯度覆盖工业氢、纯氢、高纯氢。根据研究与顾问公司TrendBank数据显示,国内甲醇制氢技术成套设备领先企业超过10家,其中包括四川亚联高科、昊华、天采、上海华西、蓝博、中船重工718研究所、上海忆维、华泰威等。
由于甲醇制氢流程短、投资低、建成快、甲醇来源广泛等特点,可通过站内供氢和站外供氢两种应用方式为加氢站提供氢源。
随着科学研究的不断进步,甲醇制氢能够进一步发展为甲醇储氢,实现零碳排放。在车用场景下,一边把液体甲醇加进去,另一边就可以直接转换成氢能,发电驱动汽车。与同常规的大规模制氢相比,甲醇制氢省去了氢气的储存和运输环节。
虽然甲醇重整氢燃料电池在经济效应上更有优势,但是由于设备体积较大、功率还需要进一步提升等原因,并不适宜在小型汽车上使用,目前应用的重点还是在重卡、物流车以及大巴上。
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