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干货分享 | 制氢、储运、加氢产业链知识大全

干货分享 | 制氢、储运、加氢产业链知识大全

理想的新能源,最有希望成为能源的终极解决方案。氢能相比于其他能源方案有显著的优势:储量大、比能量高(单位质量所蕴含的能量高)、污染小、效率高、可贮存、可运输、安全性高等诸多优点,受到了各国的高度重视。氢能产业链三大环节,每个环节都有很高的技术壁垒和技术难点,目前上游的电解水制氢技术、中游的化学储氢技术和下游的燃料电池在车辆和分布式发电中的应用被广泛看好。

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图1 氢能产业链

氢能的上游是氢气的制备,主要技术方式有传统能源的化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢、新型制氢技术;中游是氢气的储运环节,主要技术方式包括高压气态、低温液态、固体材料储氢和有机液态储运;下游是氢气的应用,氢气应用可以渗透到能源的各个方面,除了传统石化工业应用如合成氨、石油与煤炭深加工外,在新能源应用方面包括加氢站、燃料电池下游各种应用。产业链相关企业见下表。

表1 氢能产业链相关企业

氢能产业链

 

企业

 

上游制氢

 

Air Liquide S.A.

Ally Hi-Tech Co., Ltd.

Alumifuel Power Corporation

Caloric Anlagenbau GmbH

Taiyo Nippon Sanso

Nuvera Fuel Cells, LLC

Hy9 Corporation

Hydrogenics Corporation

 

Iwatani Corporation

Linde AG

Messer Group GmbH

Praxair, Inc.

Proton Onsite

Showa Denko K.K.

Xebec Adsorption Inc.

 

中游储运

 

Air Liquide

Linde AG

Praxair Inc.

Worthington Industries Inc.

Luxfer Holdings Plc

 

Mcphy Energy S.A.

Hexagon Composites ASA

HBank Technologies Inc.

Inoxcva

VRV S.P.A

 

下游加氢站

 

Air Products

BOC

Ballast Nedam

Ebara Ballard

General Hydrogen

 

Hydrogenics

Linde AG

Air Liquide Industrial

H2 Frontier, Inc.

 

上游制氢

一、常用的制氢技术路线

制氢方法是将存在于天然或合成的化合物中的氢元素,通过化学的过程转化为氢气的方法。根据氢气的原料不同,氢气的制备方法可以分为非再生制氢和可再生制氢,前者的原料是化石燃料,后者的原料是水或可再生物质。制备氢气的方法目前较为成熟,从多种能源来源中都可以制备氢气,每种技术的成本及环保属性都不相同。主要分为五种技术路线:工业尾气副产氢、电解水制氢、化工原料制氢、石化资源制氢和新型制氢方法等。

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图2 常用制氢方法

电解水制氢,在由电极、电解质与隔膜组成的电解槽中,在电解质水溶液中通入电流,水电解后,在阴极产生氢气,在阳极产生氧气。

化石原料制氢,化石原料目前主要指天然气、石油和煤,其他还有页岩气和可燃冰等。天然气、页岩气和可燃冰的主要成分是甲烷。甲烷水蒸气重整制氢是目前采用最多的制氢技术。煤气化制氢是以煤在蒸汽条件下气化产生含氢和一氧化碳的合成气,合成气经变换和分离制得氢。由于石油量少,现在很少用石油重整制氢。

化合物高温热分解制氢,甲醇裂解制氢、氨分解制氢等都属于含氢化合物高温热分解制氢含氢化合物由一次能源制得。

工业尾气制氢,合成氨生产尾气制氢、石油炼厂回收富氢气体制氢、氯碱厂回收副产氢制氢、焦炉煤气中氢的回收利用等。

新型制氢方法,包括生物质制氢、光化学制氢、热化学制氢等技术。生物质制氢指生物质通过气化和微生物催化脱氢方法制氢,在生理代谢过程中产生分子氢过程的统称。光化学制氢是将太阳辐射能转化为氢的化学自由能,通称太阳能制氢。热化学制氢指在水系统中,不同温度下,经历一系列化学反应,将水分解成氢气和氧气,不消耗制氢过沉重添加的元素或化合物,可与高温核反应堆或太阳能提供的温度水平匹配。

二、主流制氢源自于传统能源的化学重整

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