在當(dāng)今全球聚焦環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的大背景下,現(xiàn)場制氫更是展現(xiàn)出其的環(huán)保價值。它實現(xiàn)了節(jié)能減排,降低了碳排放量,為應(yīng)對氣候變化、守護地球生態(tài)貢獻了一份力量。同時,通過優(yōu)化能源利用效率,實現(xiàn)了降碳增效,助力企業(yè)在追求經(jīng)濟效益的同時,也履行了社會責(zé)任,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙贏。
天然氣摻氫技術(shù)具有重要的環(huán)保價值,氫氣作為清潔能源,其燃燒過程僅產(chǎn)生水,不排放二氧化碳等溫室氣體。當(dāng)與天然氣混合燃燒時,可有效降低碳排放,減少對環(huán)境的污染。隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注度不斷提高,天然氣摻氫技術(shù)有助于能源行業(yè)向低碳、綠色方向轉(zhuǎn)型,契合“雙碳”目標的要求。此外,天然氣摻氫還能緩解天然氣供應(yīng)緊張,降低終端用能的碳排放水平,如在天然氣中摻入20%體積比的氫氣,可使氮氧化物、一氧化碳、未燃碳氫排放降低50%以上。
天然氣摻氫的核心目的是通過將氫氣與天然氣混合,優(yōu)化燃燒過程,提升熱效率并減少碳排放,從而實現(xiàn)節(jié)能減排。這一技術(shù)不僅能夠降低氫氣的生產(chǎn)成本,還能提高燃氣的可再生特性,同時利用現(xiàn)有天然氣管道進行輸送,減少基礎(chǔ)設(shè)施投資和環(huán)境影響。摻氫的主要目的是優(yōu)化天然氣的燃燒利用率,提升熱傳遞效率,減少熱能損耗,除非涉及化學(xué)反應(yīng)及特殊用途,否則可以廣泛應(yīng)用于各種使用天然氣燃燒的場景。天然氣摻氫的核心就是節(jié)能減排,若不能降低成本,一切都沒有了意義。
安全性顯著優(yōu)于直接使用氫氣
液態(tài)儲存運輸更安全
甲醇為液態(tài)(閃點 11℃,屬于中閃點易燃液體),其儲存運輸標準成熟(如槽罐車、儲罐),風(fēng)險可控。而氫氣為氣態(tài)(爆炸極限 4%-75%),需高壓(20-70 MPa)或低溫(-253℃液化)儲存,設(shè)備投資高且泄漏風(fēng)險大。
工業(yè)案例:在氫燃料鍋爐項目中,甲醇現(xiàn)場制氫可避免氫氣儲罐的安全審批難題,更易通過園區(qū)安全評估。
防爆等級要求低
甲醇制氫裝置可設(shè)計為閉式系統(tǒng),氫氣直接用于燃燒,現(xiàn)場無大量氫氣滯留,降低爆炸風(fēng)險。而直接使用氫氣需嚴格控制車間通風(fēng)、電氣防爆等級(如 Ex IIB T3 級別),成本更高。
氫氣并非真的比天然氣節(jié)省30%燃料成本。這一說法夸大了氫氣的經(jīng)濟性。實際上,氫氣的熱值僅為天然氣的1/3,摻氫比例較低時,節(jié)省的燃料成本通常在8%-12%之間,而摻氫比例較高時,反而可能增加天然氣的使用量,導(dǎo)致成本上升。因此,氫氣的經(jīng)濟性取決于摻氫比例、氫氣價格以及應(yīng)用場景的多樣性。在當(dāng)前條件下,氫氣摻氫仍面臨成本高企、技術(shù)挑戰(zhàn)和安全風(fēng)險等問題,難以實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用
氫氣是否真的比天然氣節(jié)省30%燃料成本,這一說法在實際中存在較大爭議。根據(jù)現(xiàn)有資料,氫氣的熱值僅為天然氣的約三分之一,因此在相同體積下,氫氣的熱值僅為天然氣的1/3左右。這意味著,如果天然氣摻氫比例較高,為了維持相同的熱值輸出,需要增加天然氣的使用量,從而抵消部分節(jié)省效果。例如,摻氫10%時,摻氫燃氣燃燒產(chǎn)生的能量僅為相同體積天然氣的93.3%。因此,單純從熱值角度來看,氫氣并不能直接實現(xiàn)30%的燃料成本節(jié)省。
然而,天然氣摻氫技術(shù)在實際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如,氫氣與天然氣存在密度、熱值、擴散性、燃燒特性等方面的物理差異,天然氣管道摻氫會帶來材料相容性、管道完整性、燃料互混性等風(fēng)險。此外,摻氫燃燒器具的火焰穩(wěn)定性、污染物排放控制等問題仍需進一步研究和優(yōu)化。因此,需要制定專項規(guī)劃和標準體系,統(tǒng)籌推進天然氣摻氫規(guī)模化應(yīng)用。
現(xiàn)場制氫是一種非常簡單便捷的能源供應(yīng)方式,通過設(shè)備將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳,實現(xiàn)一端連接甲醇儲罐,另一端連接終端設(shè)備,即可源源不斷地產(chǎn)生氫氣,可直接燃燒或混合天然燃氣使用,省去了儲存和運輸環(huán)節(jié),大幅降低用戶的用氣成本,實現(xiàn)節(jié)能減排、降碳增效,一舉多得。
甲醇裂解制氫是一種、低成本的制氫技術(shù),其核心在于利用甲醇與脫鹽水按一定比例混合,在催化劑作用下,通過氣化過熱反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳。這一過程不僅操作簡便,而且所需設(shè)備少,原料來源廣泛,便于工業(yè)操作。例如,甲醇與水蒸氣在220-300℃條件下,通過銅基催化劑發(fā)生裂解和一氧化碳變換反應(yīng),生成約75%的氫氣和24%的二氧化碳,