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99.999%!中国石化首套分布式甲醇制氢系统产出合格氢气产品

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近日,由中国石化石科院自主研发的分布式甲醇制氢系统在中石化北方能源有限公司大连盛港加氢站内完成调试,成功产出纯度99.999%的高纯氢气。

分布式甲醇制氢系统主体装置占地仅64平方米,为国内最小,同时集成了甲醇重整、催化氧化、过程强化、系统集成等多项科技创新成果。

99.999%!中国石化首套分布式甲醇制氢系统产出合格氢气产品(图1)

图源中国石化石科院

根据中国石化,该套分布式甲醇制氢系统投产历程如下:

2022年4月,集团公司党组成员、副总经理凌逸群组织中国石化8个相关部门对该技术开展技术审查;

2022年7月,撬装装置顺利出厂;

2022年11月,分布式甲醇制氢系统产出纯度达到99.999%的合格氢气产品,开车成功;

作为制氢-加氢一体站的重要装置之一,待该装置与加氢站整体联动试车后,国内首个分布式甲醇制氢-加氢一体站即可投入使用。投用后将推动国家氢能在交通领域的利用,也将为加氢站选择低成本供氢技术提供应用示范。

目前,石科院、燃料油公司、北方能源公司正在紧锣密鼓开展整站的联动调试,确保制氢-加氢一体站尽快投入运营。

99.999%!中国石化首套分布式甲醇制氢系统产出合格氢气产品(图2)

河南神马尼龙公司4000m3/h甲醇制氢工业装置,图源国家碳一化学工程技术研究中心

从氢气获取方式上,目前主要包括电解水制氢和甲醇重整制氢两条路径。氢气由于是可燃气体,具有压缩困难、储存条件苛刻、运输成本高等制约因素,高昂的储氢运氢成本及基础设施建设成本限制燃料电池发展。

甲醇常温下为液体,与高压储氢相比,甲醇是非常好的液体储氢、运氢载体,便于储存运输,系统无高温高压,运行更加安全可靠。甲醇重整制氢燃料电池实现氢气“即产即用”,更加经济、现实可行。同时,甲醇生产技术成熟,当前我国已是全球最大甲醇生产国。

在基础实施建设上,甲醇补给配套体系可以充分利用现有的加油站系统,将传统加油机的加注枪更换为甲醇加注枪即可,而且甲醇燃料加注时间短。加氢站造价极高,成本超过甲醇补给站的100倍。

今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,提出构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系,积极引导合成甲醇行业由高碳工艺向低碳工艺转变。此外,山东、广东、上海、河北等多个省市接连出台“站内制氢”配套地方政策、标准。因此,甲醇制氢系统的成功示范和量产对于解决氢能产业发展的关键瓶颈具有重大意义。

目前,甲醇制氢正走上产业化发展道路。

2021年10月,广西南宁“12GW甲醇重整氢燃料电池产业化项目”落地。10月28日,博氢新能源公司与南宁市良庆区人民政府签署《12GW甲醇重整氢燃料电池产业化项目战略合作框架意向协议》,项目总投资约90亿元,致力于打造国内首个甲醇重整氢燃料电池终端产品的全产业链,这对我国氢能及燃料电池汽车的发展具有重要推动。

12月初,由中国船舶集团七一一所自主研发的甲醇重整制氢原理样机,在张江试验现场完成调试试验,解决了密闭空间燃料电池的安全高效用氢问题,具有重要的意义。

12月底,据中科院透露,中国科学院上海高等研究院工程科学团队在3D打印技术制备车载甲醇重整制氢催化剂研究中取得进展,3D打印制备车载甲醇重整制氢催化剂,有望应用于车载燃料电池领域。该研究有助于推动甲醇重整制氢技术在车载燃料电池等领域的发展,并为新型整体式催化剂的开发提供了新思路。

2022年3月20日,中原石化烯烃一部甲醇裂解制氢气装置投料开车成功,生产出合格氢气,设计量为每小时250标准立方米。该装置对公司各装置生产协调意义重大,降低了各装置之间的依赖性,公司可以根据经济效益更从容地调控生产,实现较好的生产运行状态。

11月10日,爱驰汽车有限公司旗下子公司氢驰动力科技(山西)有限公司与高能数造(西安)技术有限公司举行线上签约仪式。根据协议内容,未来双方将在新能源汽车、新型应用场景的全固态电池和甲醇重整制氢高温燃料电池方面展开深入合作。

99.999%!中国石化首套分布式甲醇制氢系统产出合格氢气产品(图3)

全国首套量产型甲醇制氢-加氢一体站下线交付,图源大众日报

11月,由青岛阳氢集团有限公司生产的全国首套量产型(200kg/日)甲醇制氢-加氢一体站在青岛市城阳区下线,并完成装机启动运行,即将投放全国各地。该型装备采用集装箱撬装式的模块化形态,可快速推进分布式加氢站投放和现有加油加气站的油气氢合建升级。

中国科学院副院长张涛多次公开表示“绿色甲醇是能量密度高、理想的液体能量储存方式,利用可再生能源发电制造绿色氢,生成容易与二氧化碳结合存储的绿色甲醇是排出零碳的重要途径。” 张涛认为,绿色甲醇作为能源转化的中枢,在碳足迹的整个过程中可以解决能源的清洁性问题,可以开拓氢能源应用产业链,减少碳排放,实现碳利用等一举取得的效果开始。

澳大利亚国家工程院外国院士刘科公开坚持“甲醇是目前最高的氢制造材料”,“甲醇在线氢比汽油氢简单得多,这样的话,实际上甲醇和水被重新整备,产生的氢通过直接电炉发电,电力可以驱动汽车,使用电的时候,制作氢的时候,同时发电这是氢能源的未来。”刘科表示:“甲醇是燃料电池效率和液体燃料的优点,将两种物质结合在一起,是将来氢能源的一个方向。”

编辑:敬之

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