11月17日，俄羅斯工程院院士、俄羅斯自然科學(xué)院院士孫琦教授在第二十四屆中國國際高新技術(shù)成果交易會先進制造展暨2022新能源制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)高峰論壇上發(fā)表了《能源革命形勢下氫能產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)和機遇》的主題演講，為雙碳背景下的氫能源關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展挑戰(zhàn)和投資機遇帶來了新的見解。 

技術(shù)創(chuàng)新是中國實現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的核心動力

目前，全球處于第三次能源利用重大變革中。不同于第一二次能源革命的是，第三次能源革命的根本動力是溫室氣體過度排放導(dǎo)致全球變暖的災(zāi)難性氣候，本質(zhì)是CO2減排和零排放，即減少或完全取消化石能源 （石油， 煤和天然氣）的開采和使用。

(資料圖)

在這個全球大背景下，中國作為全球?qū)γ禾亢褪鸵詠碜畲蟮膰遥壳按嬖谥茉磳ν庖来娑雀撸鷳B(tài)環(huán)境壓力、碳排放壓力大，能源發(fā)展模式粗放、創(chuàng)新不足等問題。雖然國內(nèi)目前可再生能源發(fā)展迅速，但棄風(fēng)、棄光、棄水電現(xiàn)象依然嚴(yán)重。

孫琦教授指出，在“碳中和”目標(biāo)驅(qū)動下，中國將從能源革命、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和科技創(chuàng)新三個方向促進綠色轉(zhuǎn)型。其中，技術(shù)進步將是碳中和的核心驅(qū)動力。

氫能是未來能源體系的支柱之一

在尋求可再生能源時，儲能系統(tǒng)是必須考慮的選項。而在替代化石能源的可再生能源中，風(fēng)能、太陽能、水電等可再生能源因為受天氣影響大，對電網(wǎng)沖擊大，浪費嚴(yán)重等問題難以進行普及。

而氫氣零污染、高效率、來源豐富、用途廣泛，氫能將成為各種能量形式之間轉(zhuǎn)化的最優(yōu)良載體，將與電能一起成為未來能源體系的兩大支柱。整個氫能源產(chǎn)業(yè)也將孵化出超過千萬億的市場。

在氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上，主要包括制氫、儲氫、運氫、加氫和用氫。由于整個產(chǎn)業(yè)都處于起步階段，還存在著不成熟、不便利、不經(jīng)濟、不安全的問題。

在生產(chǎn)和供應(yīng)模式上，主要的痛點集中在氫氣的制取和儲運方面。氫氣的制取有化石燃料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、甲醇/天然氣重整制氫等多種方式。而氫氣的運輸則需要集裝格或者長管拖車運至加氫站。這就意味著整個過程步驟多，能耗高，安全性差。

在成本方面，制氫運氫的整體成本占比較高。加氫站成本約占氫氣售價的1/3，儲存和運輸成本占氫氣售價的1/3。

氫能產(chǎn)業(yè)在儲運上的痛點難點意味著撬裝式•分布式•制氫加氫一體化氫模式是未來主流。制氫加氫用氫一體化可以提高能效，節(jié)約壓縮成本，避免氫氣壓縮，存儲，解壓過程，在特定應(yīng)用中有極大優(yōu)勢。

制氫加氫一體化氫模式將成為氫能產(chǎn)業(yè)主流

傳統(tǒng)的氫能產(chǎn)業(yè)是采取集中式供氫形式：在制氫工廠采用大規(guī)模生產(chǎn)裝置完成氫氣的生產(chǎn)，再加壓（20MPa）到長管拖車，或者低溫液化（-253℃）后采用低溫槽車運輸?shù)郊託湔荆诩託湔具M行釋氫，最后經(jīng)過壓縮機增壓，加注到用氫車輛。

而制氫加氫一體化則是利用可直接在加氫站就地得到的原料，如甲醇、天然氣、水（電解）等作為能量載體，采用小型化裝置制氫，制取的氫氣直接提供給壓縮機，增壓、加注到用氫車輛。

孫琦教授介紹稱，在工藝原理上，制氫加氫一體化是“光能集熱-熔鹽儲能-熱泵管理-高純氫在線分析和智能反饋系統(tǒng)”技術(shù)集成。該技術(shù)采用了綠色原料，突破了傳統(tǒng)化石能源生產(chǎn)H2的方式；改變了儲運方式，解決H2儲運環(huán)節(jié)所遇到的成本和安全難題；實現(xiàn)了設(shè)備撬裝化，就地就近為用氫設(shè)施提供高純氫、即需即產(chǎn)即用。

在技術(shù)特性上，制氫加氫一體化將低溫高效銅基催化劑與列管式反應(yīng)爐結(jié)合，實現(xiàn)了甲醇較低溫度的高效裂解反應(yīng)，甲醇轉(zhuǎn)化率可達95%以上；運用了變壓吸附（簡稱PSA）技術(shù)，集成了CO2吸附系統(tǒng)，最終可使氫氣純度達到99.999%；整個系統(tǒng)高度自動化，通過HMI觸摸屏和遠程工作站可以實時監(jiān)控設(shè)備運行，通過監(jiān)測H2緩存罐的壓力，自動反饋到原料和反應(yīng)器系統(tǒng)，決定進料量和運行負荷，并且在設(shè)備發(fā)生異常狀況時，可實現(xiàn)遠程安全停機。

目前，青島格赫維爾環(huán)保技術(shù)有限公司自行設(shè)計和建造了國內(nèi)首套最大的500kg/d撬裝化制氫加氫一體化裝置，并完成調(diào)試和運行。該裝置將光能集熱系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、熱泵管理系統(tǒng)和高純氫在線分析系統(tǒng)耦合，形成一種更低功耗，更高效能的撬裝式”緑氫“制氫加氫一體化裝置。

標(biāo)簽： 可再生能源