可再生能源制氫是一種重要的能源轉(zhuǎn)型路徑,旨在通過電解水技術(shù)將可再生能源轉(zhuǎn)換為氫氣,從而實現(xiàn)能源的清潔、高效利用。可再生能源制氫的過程涉及將可再生能源通過發(fā)電機組轉(zhuǎn)換成電能,隨后利用電解水技術(shù)將電能轉(zhuǎn)換為氫氣。這種制氫方式不僅有助于大規(guī)模消納和儲能可再生能源,還能為氫能的應(yīng)用提供清潔的氫源。氫氣作為一種二次能源,具有高能量密度、清潔燃燒產(chǎn)物(主要為水)等優(yōu)點,因此在能源轉(zhuǎn)型中扮演著重要角色。綠氫是發(fā)展氫能的初衷”,在助力國家碳達峰、碳中和目標實現(xiàn)的同時,綠氫規(guī)模化發(fā)展應(yīng)用尤為重要。吸附劑是變壓吸附提氫技術(shù)的關(guān)鍵部分,它具有高吸附容量、高選擇性和良好的再生性能,能夠吸附和釋放氫氣。吉林變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備
目前工業(yè)上大多采用物理法中的變壓吸附法(PSA)提純氫氣,也是目前成熟的氫氣提純技術(shù),可以得到純度為99.999%的氫氣。PSA分離技術(shù)的基本原理是基于在不同壓力下,吸附劑對不同氣體的選擇性吸附能力不同,利用壓力的周期性變化進行吸附和解吸,從而實現(xiàn)氣體的分離和提純。根據(jù)原料氣中不同雜質(zhì)種類,吸附劑可選取分子篩、活性炭、活性氧化鋁等。近年來,PSA技術(shù)逐漸完善,通過增加均壓次數(shù),可降低能量消耗;采用抽空工藝,氫氣的回收率可提高到95%~97%。天津變壓吸附提氫吸附劑公司通過變壓吸附技術(shù),可以實現(xiàn)高效、低成本的氫氣提取。
氫元素并不等于氫能源。從人類利用氫能的廣義角度來看,太陽質(zhì)量的72%是氫,它幾十億年來通過持續(xù)不斷的熱核聚變,把氫中的能量轉(zhuǎn)換成光能,源源不斷地送達地球,驅(qū)動地球上的物質(zhì)循環(huán)與能量循環(huán),孕育了地球上的生命。而我們?nèi)粘Ia(chǎn)生活中用到的氫能,主要是氫和氧進行化學反應(yīng)釋放出的化學能。數(shù)百年來,人類從未停止對低能耗、低成本氫能制取技術(shù)的探索。因為地球上的氫元素只占地球總質(zhì)量的,其中氫單質(zhì),也就是氫分子的賦存更是極其稀少,所以人類無法像勘探開采石油和煤炭那樣輕易找到“氫礦”,而要通過科技手段來制取氫氣。19世紀后,氫燃料動力火箭把人類帶入瑰麗的太空,氫燃料電池技術(shù)的出現(xiàn)則讓“氫—電”直接轉(zhuǎn)換成為可能??茖W家仍在努力將地球上的太陽能、風能、海洋能等可再生能源,再度轉(zhuǎn)化為氫這一清潔、高密度的能源形式。
氫氣作為能源載體,本身并不含有碳元素,其是否能發(fā)揮脫碳作用取決于其生產(chǎn)方式。根據(jù)可再生能源機構(gòu)報道,按照氫氣的來源,可以將其劃分為綠氫、藍氫和灰氫。其中,通過可再生能源電力電解水制取的氫氣為綠氫,這一過程中沒有二氧化碳(CO2)的產(chǎn)生,實現(xiàn)100%綠色氫氣生產(chǎn);通過化石燃料制取氫氣(如天然氣裂解制氫、含氫工業(yè)尾氣提取氫氣等),產(chǎn)生的CO2會被捕集、存儲并被利用,整個過程實現(xiàn)CO2零排放,生產(chǎn)的氫氣被認為是藍氫;而通過化石燃料生產(chǎn)氫氣,產(chǎn)生的CO2直接排放到大氣中,生產(chǎn)的氫氣稱為灰氫。從碳中和目標的角度而言,要實現(xiàn)脫碳,綠氫是終的選擇。變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的表面性質(zhì)來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。
中國氫能協(xié)會對“綠氫”作出了初步定義,“綠氫”是指通過可再生能源電解水制氫而得到的氫氣,它是一種清潔能源,與傳統(tǒng)的灰氫(通過化石燃料,煤炭、石油、天然氣等,燃燒產(chǎn)生的氫氣)有著明顯的區(qū)別,“綠氫”的生產(chǎn)過程中使用的電力必須來自于可再生能源,如太陽能、風能、水能等。2020年12月29日,中國氫能聯(lián)盟提出《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準與評價》,當中指出在單位氫氣碳排放量方面,低碳氫的閾值為14.51千克二氧化碳當量/千克氫,清潔氫和可再生氫的閾值為4.9千克二氧化碳當量/千克氫,同時可再生氫要求其制氫能源為可再生能源。變壓吸附提氫吸附劑可以通過調(diào)節(jié)壓力實現(xiàn)氫氣的選擇性吸附。西藏變壓吸附提氫吸附劑價格
采用變壓吸附技術(shù)可以有效地控制吸附劑的吸附/解吸過程,從而實現(xiàn)高效的氫氣儲存和釋放。吉林變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備
甲醇制氫技術(shù)主要基于甲醇的催化重整或水解反應(yīng),產(chǎn)生氫氣和二氧化碳或水。這前列程包括甲醇的預(yù)處理、催化反應(yīng)、氣體分離和氫氣純化等步驟。當前,該技術(shù)的流程已經(jīng)相對成熟,但仍有改進空間以提高效率和純度 甲醇的來源主要有兩種:天然氣和煤炭。天然氣甲醇的成本較低,但受天然氣價格影響;煤炭甲醇的成本較高,但煤炭資源豐富。甲醇的價格波動直接影響制氫成本,進而影響技術(shù)的經(jīng)濟可行性。目前,甲醇制氫的效率已經(jīng)相當高,但純度方面仍有提升空間。高純度的氫氣對許多應(yīng)用領(lǐng)域至關(guān)重要,因此,進一步提高氫氣純度是當前技術(shù)面臨的一個重要挑戰(zhàn)。吉林變壓吸附提氫吸附劑設(shè)備