垃圾制氫成為“潮流”？制氫成本有望低至1.39美元/kg

6月8日，南加州燃氣有限公司(SoCalGas)發(fā)布消息稱(chēng)，獲得了加州能源委員發(fā)放的75萬(wàn)美元補貼，用于開(kāi)發(fā)新型制氫系統，該制氫系統有望以1.39美元的成本制取氫氣。

眾所周知，目前較為常見(jiàn)制氫方式包括可再生能源電解水制氫（綠氫）和化石燃料制氫（灰氫）以及蒸汽甲烷重整制氫（藍氫），但除此之外還有個(gè)相對十分“小眾”的制氫方式——“垃圾制氫”，顧名思義，這種制氫方式是在處理垃圾的過(guò)程中，直接對其進(jìn)行熱解氣化，獲得氫氣。

南加州燃氣公司將以模塊化制氫技術(shù)創(chuàng )新為基礎，創(chuàng )建一個(gè)可再生電力驅動(dòng)的系統，將垃圾填埋場(chǎng)，廢水處理廠(chǎng)或奶牛場(chǎng)的沼氣用作原料制取氫氣。該示范系統預計將于2023年開(kāi)始測試，每天生產(chǎn)五公斤低碳或負碳氫。此外，SoCalGas希望通過(guò)該制氫設備，實(shí)現在較低的工作溫度而無(wú)需燃燒運行，從而減少高達95%的碳排放。

SoCalGas清潔能源創(chuàng )新副總裁Neil Navin表示：“這個(gè)項目將通過(guò)開(kāi)發(fā)一種方法以降低制氫成本，實(shí)現大規模生產(chǎn)負擔得起的可再生氫氣，與此同時(shí)也提供一種幫助我們減少碳排放的重要工具，從而幫助我們更接近凈零排放?！?/p>

日前，相關(guān)學(xué)者曾根據行業(yè)氫氣成本模型的計算方法計算天然氣制氫、煤制氫以及電解水制氫的氫氣成本，結果如下：

表1天然氣制氫和煤制氫的氫氣成本分析

圖片來(lái)源：化工進(jìn)展

表2 電解水制氫成本核算

圖片來(lái)源：化工進(jìn)展

據有關(guān)媒體報道，綠氫制氫成本在十四五時(shí)將可降至14元/kg，有行業(yè)專(zhuān)家認為當加氫成本低于20元/kg時(shí)，氫能汽車(chē)加氫成本將低于汽油成本。長(cháng)久來(lái)看，我國以可再生能源發(fā)電制氫為主，綠氫平均綜合成本有望降至10元/kg。

近年來(lái)，越來(lái)越多的國家開(kāi)始布局商業(yè)化垃圾制氫，據了解到，包括中國、英國、美國、日本、法國等國家。并且隨著(zhù)制氫成本的降低，垃圾制氫很可能成為“潮流”。

日前，日本汽車(chē)制造商豐田、工業(yè)氣體生產(chǎn)商巖谷徹和工程設計公司JGC宣布，將合作研究塑料垃圾制氫技術(shù)，推動(dòng)可持續氫經(jīng)濟發(fā)展。

此外，英國政府也曾公布過(guò)一項資助計劃，將提供500萬(wàn)英鎊作為初期資金，支持高等院校、科研機構以及初創(chuàng )企業(yè)進(jìn)行新技術(shù)研發(fā)，發(fā)展可回收生物質(zhì)制氫和垃圾制氫。并表示，垃圾制氫這項技術(shù)不僅能降低大氣中的二氧化碳濃度，更能為交通、重工業(yè)這些脫碳困難的領(lǐng)域提供減碳支持，幫助英國達成氣候目標。

早在2019年成立的美國加州的Ways2H公司也在研發(fā)氫氣生產(chǎn)系統，使用的原料垃圾品種有很多，包括木屑、城市垃圾、污水、污泥、醫療垃圾、飛機運營(yíng)和乘客產(chǎn)生的垃圾，這些都能變成氫氣，1噸的垃圾可生產(chǎn)出40～50公斤的氫氣。并且該公司還和Element 2合作，計劃在英國建立40座垃圾制氫站。

今年2月，一家美國的氫氣生產(chǎn)和儲存解決方案公司H2 Industries Inc.宣布已獲得開(kāi)發(fā)1GW液態(tài)有機氫載體(LOHC)氫樞紐的初步批準，這將是目前全球最大的垃圾制氫項目。該項目利用專(zhuān)有技術(shù)制造綠色氫氣，利用有機廢物作為能源生產(chǎn)的原料，同時(shí)捕獲二氧化碳(CO2)并將其商業(yè)化，實(shí)現碳中和。建成后，該氫氣工廠(chǎng)每年將處理400萬(wàn)噸有機廢棄物和不可回收塑料，以目前綠色氫生產(chǎn)的一半的成本每年產(chǎn)出30萬(wàn)噸綠色氫氣。

另外，法國巴黎也已經(jīng)規劃了一座垃圾制氫工廠(chǎng)，計劃氫氣產(chǎn)能為500千克/天，預計到今年年底正式投產(chǎn)。

中國也在這“小眾”的制氫領(lǐng)域中當起了“先鋒”，據悉，2021年9月，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司與重慶市潼南區人民政府簽訂了垃圾發(fā)電耦合制氫及氫能示范項目合作意向書(shū)，將環(huán)保和氫能結合到一起，建成后有望成為中國首個(gè)商業(yè)化垃圾制氫示范項目。

2022年4月2日消息，今年年內，城康氫碳新材料科技有限公司將在湖北省襄陽(yáng)市建成全球首個(gè)“垃圾制氫+碳資源化”綠氫綠炭工廠(chǎng)。該項目是全球首個(gè)采用“城市垃圾資源化制沼氣－沼氣資源化制氫固碳－加氫站”工藝建設的綠氫綠炭工廠(chǎng)示范項目。該項目成功將污泥與餐廚合并處置、制沼氣、沼氣制氫，制氫過(guò)程同步固碳生產(chǎn)炭黑、石墨、石墨烯，最終實(shí)現綠氫服務(wù)于氫燃料電池車(chē)等三個(gè)產(chǎn)業(yè)（垃圾固廢無(wú)害化、碳資源化、制氫加氫一體化）和十幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節連通，形成可復制的基于城市垃圾的綠氫制、加、用一體化聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供的全產(chǎn)業(yè)鏈模式，助力氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

該項目總投資近12億元，分兩期完成。第一期投資總額超過(guò)6億元，建成投運后每年可以為當地無(wú)害化處置城市固廢30萬(wàn)噸, 減少碳排放35萬(wàn)噸，同時(shí)還擁有了年產(chǎn)550噸高純度綠氫、1650噸炭黑的產(chǎn)能，可為襄陽(yáng)市的氫能燃料車(chē)提供充足的綠氫能源。

隨著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，綠氫漸漸成為各國能源轉型重要組成部分，低碳清潔氫必將迎來(lái)大規模應用需求，基于此，垃圾制氫的應用場(chǎng)景也將日漸清晰，迎來(lái)更好的發(fā)展前景。