氢听剧场 | 张汉威:《废弃物制氢技术及趋势》

发表时间:2025-02-27 15:41

氢听剧场

作为CHFE2024极具特色品牌活动之一,累计邀请了超过100位行业专家与企业高管发表主题演讲,以演讲的形式,共同分享氢能行业前沿技术理念及实战干货。


今年氢听剧场与展览深度融合,于A馆二楼成功举办。设有「氢启匠心:装备技术及材料专场」、「氢链之路:制储运加专场」、「氢能进阶:降本增效与多元化应用专场」三大专场,为大家呈现一场氢能与燃料电池技术思想交流“盛宴”!


以下,将陆续发布氢听剧场嘉宾演讲内容速记。





《废弃物制氢技术及趋势》



瀚蓝环境股份有限公司 首席技术官

瀚蓝环境研究院 院长

张汉威



瀚蓝环境是全球是固废处理的头部企业,我们主要对固态废弃物进行处理。我看今天在座大多数都是谈绿氢,制氢的过程大多都是电解制氢,实际上废弃物制氢现在在我们这个行业里逐渐兴起,而且废弃物制氢按照欧洲的标准碳足迹计算,也算是清洁氢中间的一种。

   

我们也对氢能做了一些研究,我就不详细介绍了,不管怎么说,美国也好,中国,还有欧盟,日本在这方面也是希望能够有所作为,包括提供一些政府补贴或者是政府资助。制氢的常见工艺我就不详细介绍了,我主要谈的是生物原料制氢,实际上固废,包括生化垃圾应该都算是生物质中间的一种。

   

固废制氢一般是有两种方法,一般是用微生物厌氧发酵制沼气,沼气分离以后做生物天然气,生物天然气再通过天然气制氢体系进行制氢,它的来源都是生物质,所以它应该也算是一种绿氢。

   

第二种是通过高温热化学的转化方式,这个通过热碱或者气化的方式制氢,它形成合成气,合成气以后再做后一步的变换,变换反应来制氢。

   

使用垃圾制氢,因为它的原料和成本相对比较便宜,干垃圾制氢分成几个阶段,就是设计、原料、物料循环跟废弃物排放。

   

现在比较成熟的制氢我们也做了一些制氢成本的比较,不管是工业副产氢,煤制氢,天然气制氢,甲醇制氢,还有电解水制氢,现在谈得比较多的是电解水制氢。我们的工艺通过餐厨垃圾厌氧发酵制氢,大概成本跟煤制氢的成本差不多,但是绿色的属性更高,因为碳排放很少,都是从生物质过来的碳。另外一般工业垃圾,因为它的热值比较高,通过气化它的产量也比较高,成本也是能做到比天然气制氢更低。

   

固废现在国内已经从填埋逐渐到能源回收,就是我们说的垃圾焚烧发电,但是现在这个阶段除了一些可回收的物质以外,有一些不可回收的物质现在也是通过化学回收,化学回收其中一个路线就是制氢或者制甲醇,比其他的方式有比较好的减排的作用,经济效益方面也还比较不错。

   

刚才也谈到了,一个是湿垃圾,一个是干垃圾。湿垃圾是从沼气到生物天然气到氢气,下一步制甲醇都可以进行。我们厂在南海区,也是全国第一个大规模利用沼气制氢的示范项目,目前在国内外有很多企业到我们那里参观,也是希望能够把这个技术做能源方面的转化。

   

干垃圾制氢我们也跟一些公司在合作,在这方面做了一些工作,到合成气体这一部分跟煤制氢又类似了。干垃圾制氢必须要通过垃圾的气化,气化有两种,一种是低质的气化,我们叫低品质的合成气,这个一般会直接燃烧,这个好处比传统的燃烧污染量比较降低。还有一种是通过氧气或者蒸汽进行高温气化,这个品质一般是比较高的,里面的氢和一氧化碳含量比较高,一般可以直接送到燃气能机或者直接做液体燃料,比如甲醇或者做成氢气。

   

干垃圾制氢应该说历史比较长了,也有很多工艺,但是真正成熟的工艺,连续大规模运行的工艺相对比较少。我大概比较了一下,大概有几种,一个是固定床的气化炉,一个是流化床的气化炉。我们目前采用的是加拿大公司合作的,用移动炉排做的气化装置,在高温下用氧气和蒸汽注入进去把它变成合成气,通过等离子体把里面的焦油打脆,都变成低分子的可燃气体。这个气体合成气出去以后再做变换。

   

我们比较了不同对于垃圾对制氢产率的影响,应该说一般工业垃圾因为热值蛮高的,比较接近于低质的煤了,它的转化率非常高。它一个好处,因为来源都是城市或者居民生活的地方,它的来源相对比较容易一些,可以做分布式制氢,但是比起电解制氢规模相对量比较大一些,对一个区域来说这是蛮不错的选择。

   

我们比较了不同的技术,因为是非常小众的行业,大家可能没有太大兴趣,我就不一一过了。

   

沼气制氢刚才也谈过大致的工艺,通过沼气先脱硫,然后再脱碳,然后再增压、重整、中变,然后到提纯,这个工艺相对来说还是比较成熟的,但是对前期的脱硫脱碳,包括催化剂有一些要求。实际上我们在制氢过程中也普及了二氧化碳,二氧化碳也是作为一种产品来销售的,这个二氧化碳算是绿色的二氧化碳,可以作为一般二氧化碳的使用,也可以绿色甲醇合成的时候做使用。

   

这是我们大致的一个产率,一吨垃圾大概能产生多少立方的氢气?一吨垃圾大概有104立方的氢气,十公斤不到。

   

趋势,因为我们做这一行主要还是从固废处理的角度去看这个问题,我们认为垃圾制氢也好,制甲醇也好,相应技术含量更高,能够带来更大的附加值,能够创造更多的价值,同时在绿色方面的效应也不错。

   

我就不花太多时间介绍瀚蓝环境了,因为我们没展位,也是因为是本地企业,被展会邀请参加。


瀚蓝环境刚才我也说了,我们是国内环境企业的前十强固废处理方面也是头部企业。我们垃圾处理的分布主要在沿海地区,大概有35个城市。瀚蓝环境在氢产业链发展还是比较早的,国内第一个商业化运营的加氢站就是我们瀚蓝环境建设的,大概有5座,可能在后期还有5座加氢站会涉及到建设。我们的餐厨垃圾沼气制氢也是全国第一个示范项目,设计产能是一天6吨氢气,我们也是实现了闭环,因为我们把氢气用在环卫车辆里,当然也在加氢站加给公交车,还有乘用车。

   

我们觉得固废制氢很有产业价值,包括这是一种固废出席纵横一体化的延伸,也可以引领新的能源再生的新模式,包括跟垃圾焚烧场制氢进行协同,也能更好的产生社会效益和环保效益。

   

谢谢!



▲氢听剧场现场▲




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