我来简单介绍一下生物质、太阳能制氢技术发展现状。
1.生物质制氢技术发展现状
生物质制氢技术可分为生物质热转化制氢、微生物发酵制氢两种。对于含有较多纸板和 塑料等物质的城市垃圾,可以使用热解气化技术制氢;对于含水率较高的生物质或者垃圾, 如厨余垃圾等,可以使用生物发酵技术制氢。按不同的菌种分类,生物发酵技术又可分为两 种技术路线,甲烷菌和产氢菌。
目前甲烷菌应用于沼气制氢技术比较成熟,已经开始商业化推广,国内已有数十套小型 的撬装式沼气制氢装置运行,国内大型的沼气制氢装置也可达到 50000 标方每小时。
产氢菌的应用此前一直处于实验室研发阶段,距离商业化应用尚有一段距离。2023 年 2 月,生物制氢产氢菌在国内有了重要突破,国内首个生物制氢及发电一体化项目在哈尔滨 市平房污水处理厂完成入场安装、联调,启动试运行。项目包括制氢、提纯、加压、发电、 交通场景应用、发酵液综合利用等六大系统。制氢采用生物质-垃圾发酵制氢技术,以农业 废弃秸秆、园林绿化废弃物、餐厨垃圾、高浓有机废水等为发酵底物,以高效厌氧产氢菌种 作为氢气生产者。
热解气化制氢技术方面,由于气体处理过程复杂,生物质-垃圾热解气化制氢目前在国 内暂时没有商业化运行项目。国内企业如东方锅炉、大唐集团等正在布局热解气化制氢领域。 2022 年 10 月,国内首台套生物质气化——化学链制氢多联产应用研究中试项目在中国大唐集团有限公司安徽马鞍山当涂发电公司“点火”成功。
总体来说,生物质制氢现阶段的商业化推广比较少,未来是否有发展潜力取决于四项关 键点:是否能提高产氢效率; 是否能实现连续流产氢,进而实现工业化生产; 装备能否规模化; 是否能获取廉价原料。
政策方面,2023 年 2 月,欧盟重新定义可再生氢,生物质被排除在外。欧盟可再生能 源指令要求的两项授权法案,规定了三种可以被计入可再生能源的氢气:直接连接新的可再 生能源发电机组所产生的氢气,在可再生能源比例超过 90%的地区采用电网供电所生产的 氢气,以及在低二氧化碳排放限制的地区签订可再生能源电力购买协议后采用电网供电来生 产氢气。
2.太阳能制氢技术发展现状
太阳能制氢可分为光电解水制氢、光催化分解水制氢和太阳能热化学循环制氢,目前均 处于研发阶段,国内相关指标如“太阳能到氢能转化效率”尚未达到可规模化示范的指标, 较国际上还有一定差距。太阳能制氢未来研发的关键是产氢材料的效率及稳定性。