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垃圾制氫不再“小眾”

   2022-01-25 國際能源參考

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核心提示:近日,英國政府公布了一個最新的政府資助項(xiàng)目:提供500萬英鎊初期資金,支持高等院校、科研機(jī)構(gòu)以及初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行新技術(shù)研發(fā),發(fā)

近日,英國政府公布了一個最新的政府資助項(xiàng)目:提供500萬英鎊初期資金,支持高等院校、科研機(jī)構(gòu)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。與此同時,日本汽車制造商豐田、工業(yè)氣體生產(chǎn)商巖谷徹和工程設(shè)計(jì)公司JGC也宣布,將合作研究塑料垃圾制氫技術(shù),推動可持續(xù)氫經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

多國初探垃圾制氫

據(jù)悉,英國政府在其官方網(wǎng)站上公布了上述針對垃圾制氫的政府資助項(xiàng)目。英國政府表示,利用生物廢料、垃圾等原材料制氫,同時搭配二氧化碳捕捉與封存設(shè)備,從大氣中吸收二氧化碳,能夠?qū)⑷^程的二氧化碳排放量降到最低。這一技術(shù)的運(yùn)用不僅將有效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(dá)成氣候目標(biāo)。

早在2020年,初創(chuàng)科技公司W(wǎng)aste2tricity就在英格蘭西北部地區(qū)開始嘗試?yán)茪洹T摴就顿Y數(shù)百萬英鎊建設(shè)商業(yè)化制氫工廠,通過將不可回收的塑料垃圾加熱至850℃以上,獲取甲烷、二氧化碳和氫氣等多種氣體。

實(shí)際上,不僅英國,在過去的數(shù)年里,中國、美國、日本、德國等國都已經(jīng)開始嘗試商業(yè)化垃圾制氫項(xiàng)目。上述由日本豐田、巖谷徹等公司合作投資的垃圾制氫項(xiàng)目就計(jì)劃使用居民和工業(yè)塑料垃圾,到2025年建成一座清潔制氫工廠。另外,法國巴黎地區(qū)也已經(jīng)規(guī)劃了一座垃圾制氫工廠,計(jì)劃氫氣產(chǎn)能為500千克/日,預(yù)計(jì)到2022年底正式投產(chǎn)。

中國企業(yè)也成為了垃圾制氫領(lǐng)域的“先行者”。2021年9月,東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司與重慶市潼南區(qū)人民政府簽訂了垃圾發(fā)電耦合制氫及氫能示范項(xiàng)目合作意向書,將環(huán)保和氫能結(jié)合到一起,建成后有望成為中國首個商業(yè)化垃圾制氫示范項(xiàng)目。

助推垃圾資源化利用

據(jù)了解,成本優(yōu)勢是垃圾制氫廣受歡迎的主要因素。此前,據(jù)美國初創(chuàng)科技公司W(wǎng)ays2H計(jì)算,利用塑料垃圾、有害醫(yī)療垃圾等城市固廢品制氫,成本要低于直接利用可再生能源電解水制氫,市政部門對垃圾處理公司提供的資金支持也有效降低了企業(yè)成本。

Ways2H首席執(zhí)行官Jean-Louis Kindler稱:“以垃圾為原材料制氫的方式與可再生能源電解水制氫相比,節(jié)省了大量的土地資源和硅料等原材料,更不會因大量生產(chǎn)風(fēng)機(jī)、太陽能板而帶來更多垃圾,這都有助于推動經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。”

不僅如此,Jean-Louis Kindler還表示,垃圾制氫的成本很大程度上由原材料種類決定,現(xiàn)在普遍可行的垃圾制氫成本大約在5美元/千克,未來5年內(nèi),這一數(shù)字有望減半。按照這一測算,垃圾制氫成本已經(jīng)低于歐洲氫能協(xié)會測算的普遍高于6美元/千克的風(fēng)電制氫或光伏制氫成本。

另外,也有觀點(diǎn)認(rèn)為,垃圾制氫還能夠有效緩解資源短缺帶來的制氫瓶頸??稍偕茉促Y訊網(wǎng)站Recharge撰文稱,日本企業(yè)積極進(jìn)軍垃圾制氫領(lǐng)域正是為了達(dá)成該國的脫碳目標(biāo),日本是一個缺乏化石燃料資源的島國,陸地面積也相對稀缺,難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的可再生能源裝機(jī),如果按照日本政府規(guī)劃,建立氫能經(jīng)濟(jì),并降低對進(jìn)口氫氣的依存程度,垃圾制氫將成為一個可行的選擇。

減碳仍是難題

雖然垃圾制氫的優(yōu)勢突出,但不可忽視的是,不論是農(nóng)林廢棄的生物質(zhì)原材料,還是城市固廢或廢水,一旦高溫?zé)峤舛伎赡墚a(chǎn)生大量的二氧化碳。這也意味著,要讓垃圾制氫變得真正環(huán)保低碳,合理的氣體處理提純工藝和二氧化碳捕捉與封存設(shè)備都不可或缺。

據(jù)了解,目前,全球各國產(chǎn)生的垃圾很大比例都會進(jìn)入垃圾填埋場或者直接焚燒,而垃圾焚燒過程中很可能產(chǎn)生對人體有毒有害的氣體。按照目前較為普遍的高溫?zé)峤庵茪浞绞絹砜?,垃圾制氫?xiàng)目也可能存在環(huán)境威脅。

為此,二氧化碳捕捉與封存設(shè)備的應(yīng)用已成為了垃圾制氫項(xiàng)目中的關(guān)鍵一環(huán)。2021年12月,美國初創(chuàng)公司Mote宣布,將在2024年前建成一座利用木質(zhì)廢料、配備有碳捕捉與封存裝置的制氫工廠。該公司稱,木制廢料在缺氧的環(huán)境中加熱到815℃以上,能夠有效轉(zhuǎn)化為氣體,隨后經(jīng)過反應(yīng)、分離和提純,就能夠收集到可使用的氫氣,剩余的殘?jiān)鼊t可用作肥料。同時,該公司也表示,木制廢料在生長過程中能夠吸收大量的二氧化碳,二氧化碳捕捉與封存裝置也將從大氣中吸收二氧化碳,從全生命周期來看,該制氫工廠甚至有望成為全球首個“負(fù)碳”綠氫工廠。

值得一提的是,也有部分企業(yè)正在研究利用有機(jī)廢物的厭氧消化、無氧發(fā)酵等工藝制氫,與高溫?zé)峤庀啾龋@一工藝的二氧化碳排放量預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)低于高溫?zé)峤夤に?,讓垃圾制氫流程變得更?ldquo;氣候友好”。



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