氢能研究院
“ 甲醇经济时代 ” 加速而来 !
来源: | 作者:中氢君 | 发布时间: 2023-10-19 | 785 次浏览 | 分享到:


在业内专家看来,甲醇是清洁的“煤”、便宜的“油”、简装的“气”、移动的“电”、液态的“氢”。


“氢能时代正扑面而来!”

作为氢能产业链的重要组成,甲醇既能以液体形式运输氢气,又能用二氧化碳制取,实现二氧化碳的循环利用,也同样迎来发展的重大机遇。

在学界、业界的共同推动下,”甲醇经济时代”正加速而来!



把氢变成液体能源

Hydrogen

氢能是我国发展高比例可再生能源工业、交通、建筑、电力,实现流程工业零碳再造的关键。但是,氢气具有易泄漏、极宽的燃烧范围、极低的点火能量、易燃易爆、氢脆(又称氢致开裂或氢损伤,是一种由于金属中氢引起的材料力学性能下降、塑性下降、开裂或损伤的现象)等危险属性。如日本福岛核事故其实就是机组燃料厂房氢气爆炸导致的。

氢气储存


氢气储存贯穿氢能全产业链,从能量利用角度考量,高压储氢是当前最佳选择,但高压是氢能全产业链最突出的风险要素,会增加氢气泄漏发生火灾乃至爆炸事故的风险。


常见储氢方式包括金属氢化物、化学氢化物、吸附储氢、液化储氢、压缩储氢等。这其中,高氢碳比化合物甲醇储氢最具优势。

 

相比气态氢,甲醇在常温下为液态,稳定、安全,化学组分相对单一,产氢质量高。能量密度方面,氢气在35兆帕压力下为4.41兆焦/升,而作为氢含量最高的液体燃料,甲醇能量密度达到22.7兆焦/升。


运输方面,氢气需要特定的长管拖车,对运输存储装置材料要求高,而甲醇作为液体可管道运输,利用现有基础设施即可,储运安全便捷。


价格方面甲醇成本也较低,每吨甲醇大约2000元。常温下甲醇的携氢量为98.8g/L,;在-253℃时,液氢为 70.8g/L;而高压氢气17.8g/L。




甲醇制氢

目前,我国生产甲醇及甲醇制化学品的体系相对成熟,可以建立基于甲醇的绿氢碳中和能源系统。

2023年2月,中国石化自主研发的分布式甲醇制氢技术,就在中石化燃料油公司大连盛港综合加能站落地,站内每日制得1000公斤99.999%高纯度氢气,将有力推动在全国范围构建安全、稳定、高效的氢能供应网。


⬆分布式甲醇制氢装置外观


把二氧化碳变成甲醇

Hydrogen

我国甲醇产量占全球的六成,主要是煤制甲醇,一般1.5吨原料煤制1吨甲醇。相比煤制甲醇,更清洁的方案是把“废气”二氧化碳直接变成甲醇。这在化学上并不难实现,但二氧化碳不活泼,这一合成过程是吸热的逆反应,需要输入大量能量。因此,不断降低这一过程的成本、提高二氧化碳制甲醇的经济性,是学界和业界持之以恒的追求。

绿色合成路径

二氧化碳加氢制甲醇最大挑战是产物精准控制及催化剂稳定性。其低碳绿色合成路径主要包括:电甲醇、生物质甲醇、低碳合成甲醇。


电甲醇,是利用可再生能源生产绿电制备绿氢,再与二氧化碳合成甲醇。中国科学院院士李灿团队提出的液态阳光,即为该类型。目前,10万吨/年液态阳光甲醇大规模工业化示范项目已获备案,不考虑碳价,估算甲醇成本为3476元/吨。


|      中国科学院院士、物理化学家李灿了解甲醇重整制氢技术与成本


甲醇重整制氢及氢燃料发电系统

Hydrogen

中国是全球甲醇最大的产能国和消费国,也是全球甲醇产品的定价国,作为最佳的燃料载体,是未来构成多种能源互补、多种能源形式并存,满足我国未来能源发展需要的必要条件。氢被誉为21世纪终极能源,正逐步成为新型电力系统建设发展重要组成部分,可通过甲醇,在常温常压下制取,随取随用,解决氢气储运痛点

中氢新能成立于2016年,是国家高新技术企业、中国隐形独角兽企业、北京市专精特新企业,长期致力于甲醇重整制氢和氢能发电系统的产学研用一体化研发和装备制造,主要产品有小型制氢、储氢设备,氢能发电设备以及系统集成和测试设备,其中甲醇重整制氢机、储氢瓶等标准化产品已纳入“城市氢能运营”策略,并获批量订单。

2022年,中氢新能与北京环卫集团合作研发的“甲醇重整制氢燃料电池除雪车”登上了北京冬奥会的舞台,2023年中氢新能将与中石油、北京能源集团签署合作协议,共同为国家能源转型、节能减排、绿色发展贡献力量。


作为国内“一流的氢源设备生产供应商”和“专业的氢能动力运营服务商”,中氢新能拥有相关领域利技术逾百项,并成功应用在工业、交通、电力等领域。2022年承担“小型模块化甲醇重整制氢装置研制”等多项国家科技计划课题任务,为落实 “十四五”期间国家科技创新有关部署安排,中氢新能与北京化工大学、北京航空航天大学、北京理工大学,合肥工业大学等院校共同合作开展国家重点氢能技术研发项目,系统布局氢能绿色制取、安全致密储输和高效利用技术,助力 2025 年实现我国氢能技术研发水平进入国际先进行列。


目前公司将依托先进技术,积极推进氢能应用“零碳氢旅”新理念,坚持生态优先、绿色发展,推出“城市氢能运营”策略,中氢新能将针对氢能两轮、三轮、低速和专用车,采用甲醇重整制氢+固态储氢的 供氢方式,为城市交通绿色出行提供低成本、安全、高效的氢能解决方案,推动“城市氢能运营服务”。并着手在城市中布设制氢、加氢、储氢、用氢网点,打造城市氢能小环境,以市场为导向拉动产业链条大循环,在满足城市绿色出行的同时,让大家亲身参与到氢能的体验中来,感受未来能源的绿色美好!