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甲醇制氫，如何撬動氫能產業

【資料圖】

陽氫集團建設的全國首座分布式甲醇制氫—加氫一體示范站累計運行滿一年，首套量產型裝備下線完成裝機啟動運行

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，正逐步成為全球能源轉型發展的重要載體之一。尤其在碳達峰碳中和目標下，氫能產業發展迎來機遇期。

今年3月，國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，以實現“雙碳”目標為總體方向，明確了氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，提出構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，積極引導合成甲醇行業由高碳工藝向低碳工藝轉變。

氫能作為高效低碳的能源載體、綠色清潔的工業原料，在交通、工業、建筑、電力等多領域擁有豐富的落地場景，未來有望快速發展。然而，如同多年前初露萌芽的電動汽車一樣，處在剛剛起步階段的氫能產業，仍面臨著諸多技術、法規、公眾認知度等方面的挑戰和困難。不過，存在未知的能源藍海同樣也充滿了先機。在國內，很多行業機構、企業學校和創業團隊都將目光鎖定在了氫能領域，努力為這一新興產業“添柴加火”。

首套量產型分布式甲醇制氫-加氫一體站（200kg/日）在工廠下線并完成裝機啟動運行。

日前，位于青島市的全國首座分布式甲醇制氫—加氫一體示范站累計運行滿一年，首套量產型裝備在陽氫集團下線，并完成裝機啟動運行，即將投放全國市場。該型裝備采用集裝箱撬裝式的模塊化形態，可快速推進分布式加氫站投放和現有加油加氣站的油氣氫合建升級，且終端用氫成本降低了50%，為氫能產業鏈中游氫儲運和加氫站發展提供了新思路。

新風口：甲醇重整制氫

世界能源結構正面臨深刻調整，氫能已成為各國未來能源戰略的重要組成部分。自2020年“雙碳”目標提出后，我國氫能產業熱度持續攀升。

黨的二十大報告指出，要積極穩妥推進碳達峰碳中和，立足我國能源資源稟賦，堅持先立后破，有計劃分步驟實施碳達峰行動，深入推進能源革命，加強煤炭清潔高效利用，加快規劃建設新型能源體系，積極參與應對氣候變化全球治理。

中國煤炭工業協會數據顯示，2021年中國年制氫產量約3300萬噸，同比增長32%，成為目前世界上最大的制氫國。國際主要能源機構預測，到2050年，氫能產量將達到5億至8億噸，氫能在全球能源的占比，有望從目前的約0.1%上升到2050年12%以上。

氫能產業鏈較長，主要包括上游制氫、中游氫儲運和加氫站，以及下游多元化的應用場景。目前主要的制氫方式包括化石燃料制氫、工業副產制氫和電解水制氫等三類。從長期來看，電解水制氫是未來最有發展潛力的綠色氫能生產方式，但目前受制于技術門檻和較高的成本，實現大規模應用還有待時日。

不少業界專家學者認為，甲醇來源豐富，既可以來自傳統化工行業，也可以通過可再生能源制備獲得，且在存儲運輸方面可以完全復用目前的化石燃料的供應鏈，整體的社會建設成本更低。甲醇重整制氫是現階段氫能產業發展的一個“新風口”。

中國科學院副院長、院士張濤曾表示，“綠色甲醇能量密度高，是理想的液體能源儲運方式。利用可再生能源發電制取綠氫，再和二氧化碳結合生成方便儲運的綠色甲醇，是通向零碳排放的重要路徑。”在他看來，綠色甲醇作為能源轉化中樞，能夠在碳足跡全流程上解決能源的清潔性問題，并起到拓展氫能應用產業鏈、降低碳排放、實現碳利用等一舉多得的效果。

中科院大連化物所太陽能研究部主任、院士李燦將甲醇重整制氫比作“液態陽光”。他認為，利用這項技術可將太陽能等可再生能源儲存在甲醇中，提供了一條發電—（特）高壓輸電之外的可再生能源儲存和運輸的新模式，是可再生能源轉化為各種化學能的樞紐，作為完成碳中和目標的重要路徑。

“甲醇是目前最好的制氫材料。”澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學清潔能源研究院院長劉科多次公開表示，甲醇是把燃料電池的高效性和液體燃料的好處，兩者結合起來，這是未來氫能的一個方向。

新技術：制氫加氫一體站

在青島，甲醇重整制氫技術已經走出實驗室，以甲醇儲氫為“支點”，氫能產業鏈中游正在發生新變化。

作為全國首座投入運營的分布式甲醇制氫—加氫一體示范站，陽氫集團80kg/日制氫—加氫一體示范站的運行情況備受關注，為國內加氫站選擇低成本供氫技術提供了應用示范。

陽氫集團位于城陽區的柔性工廠。

記者在位于城陽區的陽氫集團柔性工廠內看到，由兩個20尺標準集裝箱柜組合成的分布式氫氣站格外顯眼，別看占地面積不到100平方米，這里卻可以完成從甲醇重整制備、純化、加注氫氣的全過程。“去年7月開始生產設備，當年10月投入運營。初步測算，一年多來，示范站制氫總量約25噸，每制取1公斤氫氣消耗僅1.3度電，遠低于目前電解水制氫的60度電，實現高效率、低能耗制氫。”陽氫集團總經理吳泳表示。

氫有4個鮮明特征，即體積能量密度最低的物質、最小的分子、最容易泄漏、有最寬的爆炸范圍。這些特性使得傳統站外運氫加氫站的運營存在一定安全風險，同時大幅提高儲氫運氫成本及基礎設施建設成本，僅運費一項開銷，每公斤氫氣從制備完成到最終送達消費者，其中的運輸成本就在25元以上。與之相比，甲醇常溫常壓下即為液態，儲氫密度高，儲運成本極低，甲醇站內重整制氫省去了氫氣儲運環節，氫氣即產即用，做到用氫不運氫，從源頭解決用氫安全難題，降低終端用氫成本。

陽氫集團甲醇氫能技術體系，整合了成立于1996年成立的美國IdaTech公司（現H2 PowerTech LLC公司）和加拿大巴拉德公司的“定置型甲醇燃料電池備載電源事業部”。作為甲醇氫能行業的先行者，在全球布局甲醇重整制氫發電技術專利400余項、累計投入研發資金6億美元。集團擁有成熟的研發創新體系、新能源服務及運營體系、專業的甲醇重整制氫及純化專利體系，聚焦甲醇重整制氫、氫能發電、氫能載具三大生態場景。

“經過一年的運營，示范站為項目市場化發展積累了有效數據和豐富經驗，目前城陽柔性工廠已具備整站交付年均50套的產能，首套量產型裝備200kg/日制氫—加氫一體站已經下線，完成裝機啟動運行。吳泳介紹，200kg制氫—加氫一體站生產訂單已排滿明年上半年，該產品將主要投放山東、內蒙古、廣東、安徽等地。制氫—加氫一體站在用氫安全性、終端成本、場地規劃等方面比普通加氫站更有優勢，目前主要用于保障各類實驗室和工業用高純度供氫、氫能重型道路車輛站內供氫、氫能叉車農機等非道路裝備用氫、氫能無人機和氫能摩托等輕型載具用氫。在青島，目前主要依托青島地鐵氫能渣土車場景、氫能二輪車場景配套相關制氫加氫裝備。

新未來：開拓國際市場

在氫能產業技術中，甲醇重整制氫、制氫—加氫一體站仍屬于新興研究領域，但正逐步得到政策層面的認可與支持。

2021年10月印發的《“十四五”全國清潔生產推行方案》，提出大力推進重點行業清潔低碳改造，實施二氧化碳耦合制甲醇降碳工程。2022年3月印發的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，提出構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，積極引導合成甲醇行業由高碳工藝向低碳工藝轉變。在此期間，山東、廣東、上海、河北等多個省市接連出臺“站內制氫”配套地方政策、標準。

2022年6月，青島市發改委將陽氫集團申報的“模塊化甲醇制氫加氫技術”“10MW甲醇重整制氫熱電聯供系統”納入青島市節能低碳重點技術推廣目錄（第五批）名單。其中，甲醇重整制氫熱電聯供系統集成了甲醇重整制氫、燃料電池發電、余熱回收、電力變換等裝置，實現發電的同時對外提供熱力輸出，綜合效率可以達到75%以上。

2022年10月，山東省能源局發布的《山東省能源領域新技術、新產品、新設備目錄（2022年度）》名單內，明確將陽氫集團“模塊化甲醇制氫加氫系統（平臺）”列入其中。

“模塊化甲醇站內制氫加氫系統”正是剛剛下線的量產裝備200kg/日制氫—加氫一體站。該系統比化工廠裝備小型化的甲醇站內制氫技術路線綜合能耗降低20%以上，將甲醇重整制氫、氫氣純化、氫氣加注模塊化集成，大幅縮短加氫站建設周期至3個月內，占地面積相比傳統加氫站減少80%以上，終端用氫成本不到40元/kg。”吳泳表示，陽氫集團甲醇重整制氫及氫氣純化技術成熟穩定、國際領先，完全具備國際市場開拓能力，并已經在全球30多個國家開展相關技術裝備業務。未來，集團將圍繞甲醇站內制氫—加氫、甲醇氫能熱電聯供、氫能輕型載具、燃油車氫能除碳等核心技術產品，根據不同國家的實際需求提供產品及解決方案，以點帶面，不斷擴大業務深度、廣度。

對比光伏、風電產業，氫能產業鏈條更長，技術要求更高，受制于氫氣來源、用氫安全、終端成本等瓶頸，目前氫能應用更多局限于公交、重卡等商用交通場景，商業模式單一，不利于氫能產業的快速健康發展。陽氫集團甲醇制氫—加氫一體站的量產下線為氫能產業發展打開新思路，將推動氫能在交通、儲能、發電、工業、建筑等領域的多元化、規模化、市場化應用，陽氫集團能否借助先發優勢持續為產業發展帶來更領先的產品和解決方案，值得期待。（青島日報/觀海新聞記者 劉蘭星）

青島日報2022年12月20日1版（點擊版面查看全部內容）責任編輯：劉聰聰