天然氣摻氫技術在多個領域展現(xiàn)出的應用潛力。在交通領域,摻氫天然氣可以作為新能源汽車的燃料,應用于公交車、出租車等公共交通領域,助力我國交通能源的轉型升級。在工業(yè)領域,摻氫天然氣可替代傳統(tǒng)燃料,降低能源成本,減少污染排放。在發(fā)電領域,摻氫天然氣可作為燃氣輪機的燃料,應用于火力發(fā)電廠,提高發(fā)電效率,降低碳排放。在民用領域,摻氫天然氣可用于燃氣灶具、燃氣熱水器等,改善城鎮(zhèn)燃氣質(zhì)量與煙氣排放。
政策與產(chǎn)業(yè)鏈支持
政策紅利
中國 “十四五” 規(guī)劃明確支持甲醇燃料應用,部分省份(如山西、陜西)對甲醇制氫項目提供補貼或綠證交易支持。歐盟《可再生能源指令》(RED II)將綠甲醇納入可再生燃料范疇,享受稅收減免。
產(chǎn)業(yè)鏈成熟
甲醇生產(chǎn)、運輸、制氫設備(如重整催化劑、PSA 提純裝置)均有成熟供應商,技術門檻低于電解水制氫(需高純度質(zhì)子交換膜或堿性電解槽),工業(yè)用戶可快速部署。
靈活適配多種工業(yè)燃燒場景
燃料兼容性強
甲醇制氫可與現(xiàn)有燃氣設施兼容,例如:
摻氫燃燒:在天然氣中摻入 5%-20% 氫氣(來自甲醇制氫),提升燃燒效率,降低碳排放,無需大規(guī)模改造燃燒設備。
純氫燃燒:如氫燃料燃氣輪機、氫鍋爐等,甲醇制氫可作為穩(wěn)定氫源,解決氫氣供應 “后一公里” 問題。
快速響應負荷變化
甲醇重整制氫裝置啟動速度快(從冷態(tài)到滿負荷僅需 30 分鐘),適合間歇式工業(yè)生產(chǎn)場景(如鋼鐵行業(yè)的加熱爐、化工行業(yè)的反應釜),而大型天然氣重整裝置啟動需數(shù)小時,靈活性不足。
現(xiàn)場制氫是一種非常簡單便捷的能源供應方式,通過設備將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳,實現(xiàn)氫氣的直接生產(chǎn)。這一過程通常涉及將甲醇與脫鹽水按一定比例混合,加熱至高溫(如250-300℃)并在催化劑(如銅基催化劑)的作用下發(fā)生裂解反應和一氧化碳變換反應,生成氫氣、一氧化碳和二氧化碳的混合氣體。隨后,通過變壓吸附(PSA)技術將氫氣和二氧化碳分離,得到高純度的氫氣。整個過程無需儲存和運輸氫氣,只需連接甲醇儲罐和終端設備,即可實現(xiàn)氫氣的即制即用。
甲醇裂解制氫是一種、低成本的制氫技術,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,通過氣化過熱反應生成氫氣和二氧化碳。這一過程不僅操作簡便,而且所需設備少,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,生成約75%的氫氣和24%的二氧化碳,
該技術的優(yōu)勢在于其即制即用的特點,無需大量儲存和運輸氫氣,從而降低了用氫成本。此外,甲醇作為液體燃料,便于儲存和運輸,適合中小規(guī)模制氫需求,尤其適用于加氫站、化工園區(qū)等場景。
從環(huán)保角度來看,甲醇裂解制氫過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物主要是二氧化碳和水,對環(huán)境友好,有助于實現(xiàn)碳中和目標。同時,甲醇本身是一種可再生資源,既可以由化石能源制取,也可以通過生物質(zhì)轉化獲得,進一步提升了其可持續(xù)性。