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首个生活垃圾制氢项目落地,垃圾制氢竞争力在哪

李航 2024-03-08 08:35 · 头闻号氢能评论

近日,国内首个生活垃圾制氢在佛山市南海区狮山镇开工,项目达产后每天可处理生活垃圾约500吨,每小时产生超9100标立方米、纯度达99.97%的绿氢,实现绿氢的规模化产出,解决南海区绿氢供应不足的问题。

垃圾制氢,是通过热化学分解和微生物分解等技术,从垃圾中的有机物里提取氢气的一种新型垃圾处理方式。

垃圾制氢工艺

根据技术原理的不同,垃圾制氢技术可分为热化学和生物化学两大类。

热化学技术顾名思义是基于热化学过程的垃圾制氢技术,过程主要包括热解和气化,有机物在高温条件下分解为氢气、一氧化碳、甲烷为主的合成器,无机物融化成金属和玻璃体渣作为建材、路基等的原材料。

当前热化学制氢路线主要分为三种:蒸汽气化制氢技术、超临界水气化制氢技术和生物质热解重整法制氢技术,其中蒸汽气化制氢技术最为成熟,可行性最高。

佛山生活垃圾制氢项目所使用的则是碳化气化制氢工艺,其工艺流程如下:

项目生产工艺流程图(图片来源:项目环评报告)

可以发现,碳化气化制氢工艺分为两个工段:生活垃圾制碳粉,然后再用碳粉制氢。

生物化学过程的垃圾制氢技术,原理是利用微生物分解垃圾中的有机物以产生氢气,典型的过程包括光发酵和暗发酵,主要路线为沼气制氢、生物制氢等。

垃圾制氢经济效益

垃圾制氢的成本包括制氢成本、设备折旧、税金、人工以及各项税费、合理利润。目前每千克氢气生产成本在合理的原材料价格和电价的前提下,煤制氢约10元/千克,天然气、石脑油、重油、甲醇制氢约17元/千克,工业副产氢回收提纯约21元/千克,电解水制氢约30元/千克。

在不计算垃圾处理补贴的情况下,采用热解气化制氢技术,合成气净化、制备高纯氢工段氢气的成本为14.94元/千克,气化工段纯氢制造成本为13.8元/千克。因此,生活垃圾制备高纯氢气的总生产成本约28.74元/千克。在计算垃圾处理补贴的情况下,垃圾制氢的成本还会进一步下降。形成规模效应后,垃圾热解气化制氢的成本有望降到20元/千克以下,与天然气制氢技术成本相当。由此可见,生活垃圾热解气化制氢技术很有应用潜力。

佛山生活垃圾制氢项目首先将垃圾制成碳粉,再通过碳粉制氢,相比于主流的电解水制氢,其综合成本更高。在制氢行业“内卷”成风的当下,如何保证其经济效益,还需看政府在政策上的支持和项目投产后的实效。

垃圾制氢前景

目前全球多个国家正积极探索垃圾制氢产业,截至今年年初,我国已出现多个垃圾制氢项目,涉及多种技术路线,其中生物质甲醇项目占比最高。

相比于传统化石燃料制氢,垃圾制氢具有更多优势:原料来源广泛,可为制氢产业提供稳定的原料供应;环保效益显著,垃圾制氢技术可实现垃圾减量化、无害化和资源化利用,有助于改善城市环境;能源效率高,制氢过程中产生的热能可用于发电或供热,提高能源利用效率。

从市场角度来看,随着我国请能源产业的快速发展,对氢气的需求也持续增长,而我国氢能源产业长期面临着错配供需的问题,若通过异地输氢来确保氢能供应,其成本远超氢能带带来的经济效益。而合理利用垃圾资源就禁制氢,在一定成都上可以补充我国的用氢缺口,城市所产生的垃圾还为制氢产业提供稳定、可持续的原料来源。

从政策角度看,在“无废城市”政策的背景下,许多城市正在推进固废垃圾的高效处理,其中11+5试点城市有望出台垃圾制氢扶持政策。这意味着,位于试点城市的固废垃圾处理企业有望转型为垃圾制氢企业。

从技术角度看。随着科研投入的增加和技术创新的不断推进,垃圾制氢技术将不断提高,降低成本,提高产氢效率。

综上所述,生活垃圾制氢产业具有广阔的市场前景和巨大的发展潜力。在政策、技术、市场等多方面的推动,以及示范项目的成功运行下,垃圾制氢前景广阔,不仅带动祥光产业链发展,还为垃圾无害化处理提供新的道路。

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