全新制氢技术——公路沿线现场制氢
发布日期：2021/7/2
近日，美国能源部下属的西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory） 开发出一种新型氢气发生器，其直径约为 11 英寸，当它与微通道热交换器相结合，便可以轻松地在公路服务区沿线现场生产氢气。
这是一种从传统天然气或由生物物质制成的可再生天然气产生氢气的新技术，它将有效地把现场制氢技术加速推向市场。
图 | 新型氢气发生器（来源：Pacific Northwest National Laboratory 官网）
此款氢气发生器利用的是甲烷重整制氢的过程，通过甲烷与水在高温下反应形成氢气和一氧化碳或二氧化碳。在面向现场制氢的应用场景，该反应器利用了螺旋反应器的形式加强了反应过程中传质传热过程，使得反应物受热均匀、混合充分，从而大大提高了总体能量利用效率。
图 | 生产氢气的蒸汽 - 甲烷重整反应器的 3D “打印” 技术（来源：Pacific Northwest National Laboratory 官网）
新型反应器更多地面向现场制氢的应用场景，而且创新地采用 3D 打印的形式制备螺旋反应器，可实现高通量的反应器制造过程。该设备结合普及的天然气管道避免了氢气的集中式储存，同时通过反应器的小型化和分散化降低潜在的安全风险。
氢能作为一种重要的绿色清洁能源，具有零排放、高能利用率、高可靠性以及利于远程控制等优点。氢能是解决世界能源问题的一种优选方案，能极大限度地降低碳排放。氢能既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，又可以作为原料应用于燃料电池，还可以转换成同态氢用作结构材料例。
我国氢气生产现状
我国已具备一定氢能工业基础，全国氢气产能超过2000万t/a，但生产主要依赖化石能源，消费主要作为工业原料，清洁能源制氢和氢能的能源化利用规模较小。
我国氢能生产与消费格局
国内外能源企业结合其各自优势选择不同技术路线，纷纷布局氢能源生产与供给，煤制氢、天然气制氢、碱性电解水制氢技术和设备已具备商业化推广条件。
根据我国煤田地质调查结果，全国煤炭资源累计探明储量为2.01万亿吨，资源保有量为1.95万亿吨，我国煤制氢潜力约为24.38亿吨。总体来看，我国煤炭、天然气（包括非常规天然气）资源丰富，发展潜力巨大。
传统煤炭、天然气等化石原料制氢技术成熟，仍将具有良好发展前景。太阳能制氢、生物质制氢等新能源制氢技术发展前景较好，但受制于转换效率低、制氢成本高等问题，预计短期内很难实现规模化。电解水制氢可以有效消纳风电、光伏发电等不稳定电力以及其他富余波谷电力，有望成为未来工业氢气的主要来源之一。
来源：氢能俱乐部， DeepTech深科技
