天然氣制氫的碳排放主要來自原料生產(chǎn)(1.8kg CO?/kg H?)和工藝過程(0.5kg CO?/kg H?),全生命周期碳強度為2.3kg CO?e/kg H?,較煤制氫降低55%。采用CCUS技術(shù)后,碳排放可降至0.3kg CO?e/kg H?,接近藍氫標準。廢水處理方面,工藝冷凝液含鹽量達5000mg/L,經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶可實現(xiàn)零排放,同時副產(chǎn)氯化鈉(純度>99%)。固廢主要為失效催化劑,含鎳量達12-18%,可通過濕法冶金實現(xiàn)資源化回收。生命周期評價(LCA)顯示,天然氣制氫在沿海地區(qū)的環(huán)境效益優(yōu)于內(nèi)陸煤制氫,尤其適用于碳捕集成本較低的區(qū)域。然而因為技術(shù)創(chuàng)新少和成本較高等原因,氫能在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的市場規(guī)模一直有限。上海定制天然氣制氫設(shè)備
技術(shù)水平:先進的制氫技術(shù)可以提高能源利用效率、降低原料消耗和減少設(shè)備投資,從而降**氫成本。例如,新型的轉(zhuǎn)化技術(shù)、催化劑的研發(fā)應(yīng)用等,都可以提高制氫的效率和經(jīng)濟性4。運輸和儲存成本6:氫氣的運輸和儲存需要特定的設(shè)備和技術(shù)支持。如果制氫工廠與氫氣需求地點之間的距離較遠,運輸成本會增加。此外,氫氣的儲存也需要特殊的容器和設(shè)施,這也會增加成本。碳捕集與利用成本(若考慮碳排放因素):天然氣制氫會產(chǎn)生二氧化碳,若要對二氧化碳進行捕集、封存或利用,會增加額外的成本。但在一些地區(qū),碳交易市場的存在可能會為企業(yè)帶來一定的收益,部分抵消碳捕集的成本6。人工成本:制氫工廠的運營需要的技術(shù)人員和操作人員,人工成本也是制氫成本的一部分。不同地區(qū)的人工工資水平不同。 吉林小型天然氣制氫設(shè)備我國天然氣制氫始于20世紀70年代,主要為合成氨提供氫氣。
然氣蒸汽重整制氫,是當前大規(guī)模制取氫氣**為常用的方法。其基本原理基于甲烷與水蒸氣在高溫、催化劑作用下發(fā)生重整反應(yīng),生成氫氣和一氧化碳,化學(xué)方程式為CH?+H?O?CO+3H?。由于該反應(yīng)為強吸熱反應(yīng),需在800℃-1000℃的高溫環(huán)境下進行,同時還需鎳基催化劑以降低反應(yīng)活化能,加速反應(yīng)進程。反應(yīng)過程中,首先將天然氣進行脫硫處理,防止硫雜質(zhì)致使催化劑中毒。隨后,脫硫后的天然氣與水蒸氣混合,進入轉(zhuǎn)化爐段進行重整反應(yīng)。生成的粗合成氣包含氫氣、一氧化碳、二氧化碳以及未反應(yīng)的甲烷和水蒸氣,經(jīng)變換反應(yīng),將一氧化碳進一步轉(zhuǎn)化為氫氣和二氧化碳,提高氫氣產(chǎn)率。**后,通過變壓吸附或膜分離技術(shù),對混合氣進行提純,獲取高純度氫氣。盡管該工藝技術(shù)成熟,氫氣產(chǎn)量大,但存在能耗高、碳排放量大的問題,未來需在節(jié)能降碳技術(shù)研發(fā)上持續(xù)發(fā)力。
能源消耗成本:電力消耗:在天然氣制氫過程中,需要消耗電力來驅(qū)動設(shè)備運行,如壓縮機、泵等。因此,地區(qū)電價政策對制氫成本影響較大,電價上漲會使制氫運營成本增加16。燃料氣消耗:在制氫工藝過程中,需要消耗一部分天然氣作為燃料,為反應(yīng)提供所需的熱量。燃料氣的消耗與制氫工藝的效率密切相關(guān),工藝不夠先進會導(dǎo)致燃料氣消耗量大,增加成本4。生產(chǎn)規(guī)模:一般來說,生產(chǎn)規(guī)模越大,單位氫氣的成本越低。大型制氫項目可以更好地實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟,通過批量采購原料、優(yōu)化設(shè)備運行等方式降低成本。而小型制氫項目由于生產(chǎn)規(guī)模小,單位氫氣的成本相對較高.。氫是宇宙中儲量為豐富的元素,也是普通燃料中能量高密度的綠色能源之一。
天然氣制氫優(yōu)勢 - 成本效益:天然氣制氫在成本方面具有較強競爭力。首先,天然氣價格相對穩(wěn)定,與石油等能源價格波動相關(guān)性較弱。在許多地區(qū),天然氣供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施完善,采購成本可控。其運輸和儲存也較為成熟,可通過管道、壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)等多種方式便捷輸送。與部分新興制氫技術(shù)相比,天然氣制氫裝置的建設(shè)和運營成本相對較低。一套中等規(guī)模的天然氣制氫設(shè)備,建設(shè)周期較短,投資回收較快。并且,通過優(yōu)化反應(yīng)工藝、提高能源利用效率,還能進一步減少制氫成本,使得產(chǎn)出的氫氣在市場上具有價格優(yōu)勢,吸引眾多企業(yè)采用該技術(shù)獲取氫氣,用于化工生產(chǎn)、能源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。溫重整制氫的原理是通過重整反應(yīng)將碳氫化合物分解為一氧化碳。海南甲醇重整天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫設(shè)備應(yīng)用場景。上海定制天然氣制氫設(shè)備
天然氣制氫技術(shù)正朝著**碳化、智能化和模塊化方向演進。催化劑領(lǐng)域,單原子合金催化劑(Ni-Cu SAAs)將甲烷轉(zhuǎn)化溫度壓低至650℃,同時將貴金屬用量減少95%。反應(yīng)器設(shè)計方面,微通道重整器(通道尺寸<500μm)通過強化傳熱傳質(zhì),使氫氣產(chǎn)率提升30%,設(shè)備體積縮小80%。系統(tǒng)集成層面,太陽能光熱耦合SMR裝置利用槽式集熱器提供反應(yīng)熱,能耗接近零。產(chǎn)業(yè)布局上,中東地區(qū)依托廉價天然氣資源建設(shè)大型出口基地,歐洲則發(fā)展分布式藍氫網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計到2030年,全球天然氣制氫產(chǎn)能將突破8000萬噸/年,占氫氣總供給量的45%,形成"天然氣制氫-CCUS-氫能儲運"的完整價值鏈。上海定制天然氣制氫設(shè)備