碳基和有机物储氢材料的研究进展

日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为各个国家的重要议题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体。氢的储存是发展氢能技术的难点之一。本文介绍了目前很受关注的两种储氢材料:碳基储氢材料和有机物储氢材料。其中碳基储氢材料主要介绍了活性炭、碳纤维、碳纳米管及碳化物的衍生物;而有机物储氢材料主要介绍了有机液体和金属有机物。同时对碳基及有机物储氢材料的研究进展进行了综述。指出了碳基储氢材料的未来研究方向,提出了金属有机多孔材料的逐步发展,是开发新型多孔材料的一个关键,也是探索新型的金属有机物储氢材料的关键。

甲基环己烷-甲苯液体有机物储氢技术的研究进展

随着地球温室效应的加剧,发展清洁低碳能源成为降低碳排放的重要手段。氢能作为清洁高效的二次能源,是传统能源向低碳能源转型的首要选择,而氢能的发展,储氢技术是关键。甲基环己烷-甲苯储氢是具有发展潜力并已初步商业化的新型有机物储氢技术。对甲基环己烷-甲苯储氢技术的优势和面临的挑战进行了分析;总结了国内外甲苯加氢工艺和催化剂以及甲基环己烷脱氢工艺和催化剂的最新研究进展,分析了技术的难点和重点研究方向;对甲基环己烷-甲苯储氢技术在未来氢能社会应用的场景进行了展望。

基于有机物储氢的国际氢供应链成本分析与降本策略

随着全球能源转型及国际氢供应链与氢贸易的开启,氢气有望成为又一国际能源大宗贸易品类。有机物储氢是构建国际氢供应链跨洋运输的成熟且极具发展前景的技术。以天然气制氢+碳捕集与封存(CCS)和可再生能源制氢的两种氢源,商业化大规模从沙特运输至中国惠州为例,对基于甲基环己烷-甲苯的有机物储氢技术的国际氢供应链到岸脱氢和提纯成本进行了分析与估算,根据成本构成提出了降本目标和策略。结果表明,商业规模下两种氢源到岸脱氢和提纯后的氢气总成本分别约为27.6元/千克和32.7元/千克,依然缺乏竞争力;两种氢源的上游制氢成本和下游脱氢成本占比较高,因此降本可主要从上游制氢和下游脱氢考虑。未来氢气到岸脱氢和提纯后的总成本有望控制在≤25.0元/千克。

甲基环己烷-甲苯储氢技术未来应用场景分析

甲基环己烷-甲苯是最具发展前景的有机物储氢技术之一,有望助力解决氢气储运难题。对未来甲基环己烷-甲苯储氢可能的5种应用场景进行了分析,包括国际氢供应链与氢气贸易,西氢东送,深远海海上风电制氢的大规模海上氢气储运,可再生能源大规模氢储能中,小型橇装化分布式储氢与供氢等。分析认为:在国际氢供应链场景中,氢储运可以利用已有的油品基础设施、油品的运输船、装卸货码头、储罐、管道、槽车等,降低投资和氢气成本;在西氢东送场景中,通过油管道构建三北地区可再生能源大规模向东南沿海消费市场输送的新通道;在深远海大规模风电制氢及氢气储运场景中,借助已有的海上油气设施,探索海上风电基地离网制氢与氢气大宗海上储运,实现深远海海上能源的非电储运与消纳;在可再生能源大规模氢储能中,借助有机物储氢常温常压常规低价储存的优势,形成制氢-储存-消纳融合的氢储能新模式;在小型橇装化分布式储氢与供氢场景中,通过小型橇装储氢和脱氢装置,贴近氢源端灵活储氢、贴近用户端便捷脱氢,构建融合利用已有油品基础设施的新业态。

海上风电非上网消纳及制醇氨技术综述

我国海上风电正呈现深远海化、规模化、单机容量大型化的发展趋势,实现大规模海上风电的并网和消纳,对海上风电场和电网都是巨大挑战,需要探索适应于深远海、大规模、高质量的多元化非上网消纳方式。海上风电有直供海上平台、制氢、制氢基化学品等非上网消纳方式,其中直供海上平台的用量有限,适合于与海上油气产业匹配的小规模海上风电,而海上风电制氢及氢基化学品是最具发展前景的路线之一。海上风电制氢技术基本成熟,但大规模氢气从海上运输至陆地的经济性是一项挑战,传统高压储运方式成本高,难以满足要求。可采用储运效率更高的有机物储氢技术,通过具备有机物加氢功能的船舶进行转运,至陆地后集中脱氢,能够充分利用船舶、储油罐、管道等已有的基础设施。海上风电制醇氨等氢基化学品便于海上储运,能够提高体积能量密度,融入到下游醇氨市场。海上风电制甲醇需要大量的二氧化碳,工厂可设置在陆地或利用海上富碳气田的二氧化碳资源。海上风电制绿氨所需的N2可直接从空气中分离制取,更适合于深远海海上风电的大规模储能和消纳,发展前景广阔。

我国LNG产业发展国际氢供应链的思考和建议

国际氢供应链和氢贸易是近年来新出现的一种新型国际能源贸易品类,目前仍处于产业萌芽期,非常类似于当年全球LNG产业的发展初期。国际氢供应链和LNG产业链具有很多相似性,相关经验可以借鉴,我国LNG产业具有开展国际氢供应和氢贸易的先天优势。站在国际氢供应全产业链角度分析了氢气成本构成,结论显示目前除了以有机物储氢的方式氢气成本较低外,采用液氢和氨方式的国际氢供应链的成本与国内市场氢气售价基本持平,并无明显的竞争优势,仍需要进一步降低成本,而降低成本的关键主要在制氢和氢气液化、转化加氢环节。如果全产业链到岸释氢后的氢气价格能够控制在30元/kg以内,将大幅提升市场竞争力。