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“绿氢-甲醇-绿氢”新模式下,两大清洁能源互利共促之二

1)甲醇储氢:氢能体积能量存储密度比较低,储运环节的安全性、便携性一直是氢能发展的瓶颈所在,极大程度上限制了其在居民生活、轮船航运、储能等领域应用。甲醇作为氢能载体,可长期储存,安全等级等同于汽油。氢储运带来的甲醇需求,或将成为甲醇产业新的增长点。

                                   

不同燃料的体积能量密度

(1)从储存量看,70 MPa高压气氢的体积能量密度仅为4.7 GJ/m3,是甲醇的30%左右;-256℃下的液氢的体积能量密度仅为8.5 GJ/m3,还需要额外的压缩与制冷成本。反观甲醇的体积能量密度,为15.8 GJ/m3,其单位体积内氢存储量最高。
(2)成本方面,甲醇的密度、物态等物理性质与油气相当接近,比氢更适应现有能源设施。甲醇非常切合现有的化石燃料供应链及动力系统,这样一来,整体的社会建设成本更低。尤其在燃料需求大、空间有限、安全要求高的船舶航运领域,氢能应用需要大规模的储运、加氢及基础设施建设,而甲醇却可借助现有成熟的燃料供应系统,具备更高的经济性。
(3)安全性方面,相比气态氢,甲醇在常温下为液态,更加稳定、安全,便于运输。且系统无高温高压,运行更加安全可靠。
2)甲醇制氢/甲醇制氢是未来制氢技术的一个重要发展方向,与其他制氢方法相比,甲醇制氢具有以下三个优点:
(1)价格低廉 甲醇作为一种常见的化工原料,原料易获取且价格低廉。此外,甲醇制氢的装置投资低、建设周期短,成本显著降低。
(2)氢气的产率高 氢元素利用率高,甲醇含氢量高,能量密度高,氢气的产率高,单甲醇重整制氧系统日均产氢量达50-500公斤。
(3)制氢装置简单 甲醇便于储存和运输,装备规模灵活,可以做成组装式或可移动式的甲醇制氢装置。
(4)甲醇制氢的技术路径包括:甲醇水蒸气重整制氢、甲醇裂解制氢、甲醇部分氧化制氢、甲醇电解制氢、超声波分解甲醇水溶液制氢。其中,甲醇水蒸气重整制氢技术的氢含量最高,具有操作方便、反应条件温和、副产物成分少、易分离,且技术成熟的特点,是当前甲醇制氢的最佳选择。
(5)甲醇水蒸气技术:由甲醇与水蒸气混合物通过加压,在催化剂和170~300℃反应温度的条件下实现裂解转化,生成氢气和二氧化碳,其反应式如下:

  (6)“甲醇是目前最好的制氢材料。”澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘科多次公开表示,甲醇是把燃料电池的高效性和液体燃料的好处,两者结合起来,这是未来氢能的一个方向。

 

 

 

 

 

发布时间:2023/12/6 21:50:20 查看:135次

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