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氢能源#大部分氢气依旧是靠电解获取,而电的来源大多来源于火力发电,这与氢气是清洁能源是否相悖?

氢气清洁能源,这点是毋庸置疑的氢能源。但是现在纠结的在于:氢气的制取需要消耗大量的电力,天然气,煤炭等等产品。氢气并不是一个一次能源,而是一个依靠煤炭,电力等能源转化来的二次能源。二次能源一定会有损耗,所以大部分的专家和选择针对氢能源的利用,都集中在二次能源浪费太严重。现在的氢气并不是主要的能源,国内有一些加氢站,在四川居多,这主要是因为氯碱工业附产的氢气较多。加氢站氢气的制取有哪几种?目前常用的氢气制备工艺包括:氢气制备的方式目前制造氢气的工艺,主要集中在化石能源,也即是天然气。

大部分氢气依旧是靠电解获取,而电的来源大多来源于火力发电,这与氢气是清洁能源是否相悖

天然气制氢设备太阳能制氢从全球的范围来看,目前天然气的制氢仍为主要技术路线,占比高达48%,醇类与煤制氢分列第二、第三,占比分别为30%与18%,而电解水制氢比例仅为4%氢能源。全球范围内制氢原料占比目前在电解水制氢上面,主要是日本,日本63%的氢气都是依靠电解水制氢。这主要跟日本化石能源短缺有关系,日本制氢主要使用的是核电,风电等。日本制氢的原料为什么全球主要的制氢不采用电解水?因为电解水的成本太昂贵,除非是电力能源过剩,或者是电力在偏远地区不适用于长距离并网运输。

大部分氢气依旧是靠电解获取,而电的来源大多来源于火力发电,这与氢气是清洁能源是否相悖

例如大山里,或者海边风电发电机组总体功率不稳定,那么这类电能就比较适合制备氢气氢能源。包括一些偏远地区的光伏电站,光伏电站间歇性比较明显,因此直接并网售电,成本回收慢。因此,可以进行储能,或者是电解水制备氢气。各类氢气制备的成本价格:各类氢气制备的成本价格目前来说,电解水的氢气制备价格是最高的,电解水制氢气,每千克的成本为20-38元,仅有光伏,风能等电力可以做到10元/千克。同比天然气制氢气要高出1-2倍。

同时要比工业副产品,氯碱工业的价格要要出3-4倍氢能源。纯度高(体积分数达到99.3%以上),主要用于生产氯化氢以及PVC,但仍有很多氢气富余放空。2018年国内烧碱产量按3800万吨/年计,共副产氢气95万吨,其中自用达60%以上。据统计,中国氯碱工业每年剩余氢气达(28~34)万吨,造成严重资源浪费。工业副产氢提纯最常用的是变压吸附技术(PSA)。目前采用PSA技术的焦炉煤气制氢、氯碱尾气制氢等装置已经得到推广,规模化的提纯成本为3~5元/kg,计入气体成本后氢气价格为8~14元/kg,具有较高的成本优势。

天然气制氢的工艺:天然气重组制氢气全世界现有超过2000套装置采用该工艺以天然气为原料生产合成气,用于大规模生产甲醇、合成氨和氢等氢能源。事实上天然气的制氢工艺,并不单单是制备氢气,还有包括甲醇,合成氨等化工原料。1、水蒸汽重整反应式:CH4+H2O=CO+3H2ΔH=+206kJ/mole(+表示吸热)由于过量蒸汽的存在,同时也发生水煤气变换反应:CO+H2O=CO2+H2ΔH=-41kJ/mole水煤气大部分人都知道,就是有点发蓝的火焰。

一些大厨在炒菜的时候,想要火大,或略微对着鼓风机中的炭火泼水氢能源。水蒸汽重整反应得到的合成气中H2和CO的比例为3:1。2、自热重整(ATR)燃烧反应:CH4+O2=CO2+H2O然后是重整反应:。CH4+H2O=CO+H2CO2+CH4=2CO+2H2也发生水煤气变换反应:CO+H2O=CO2+H2这个方式合成气中H2和CO的比例为2.6:1,比水蒸汽重整要好。3、部分氧化(POX):不适用任何催化剂天然气和纯氧在1200-1500℃发生燃烧反应:CH4+1/2O2=CO+2H2∆H=-36kJ/mole合成气产物中H2和CO的摩尔比(H2/CO)通常小于2:1,为1.7~1.8:1,属于产能较低的方式。

但是对于一些能源比较多的国家,例如中东国家,这个方式确实是可以采用的氢能源。2020年三菱重工已经在欧洲建立氢生产工程,主要以煤炭为原料进行氢制备。后续有机会,咱们好好讨论一下氢电池汽车的未来发展。【关注:机器人观察,全面数据化了解工业知识】

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