在能源領(lǐng)域,一場正悄然興起,現(xiàn)場制氫以其特優(yōu)勢,正重新定義能源供應(yīng)方式。
現(xiàn)場制氫設(shè)備,宛如一座小型的“氫氣工廠”,一端與甲醇儲罐緊密相連,另一端直通終端設(shè)備。甲醇在設(shè)備內(nèi)經(jīng)過裂解反應(yīng),瞬間化為氫氣與二氧化碳。氫氣源源不斷地產(chǎn)生,如同打開了一道能源之門,可直接投入燃燒,亦能與天然氣混合使用,為能源利用開辟了多元路徑。
天然氣摻氫技術(shù)具有重要的環(huán)保價值,氫氣作為清潔能源,其燃燒過程僅產(chǎn)生水,不排放二氧化碳等溫室氣體。當(dāng)與天然氣混合燃燒時,可有效降低碳排放,減少對環(huán)境的污染。隨著全球?qū)夂蜃兓年P(guān)注度不斷提高,天然氣摻氫技術(shù)有助于能源行業(yè)向低碳、綠色方向轉(zhuǎn)型,契合“雙碳”目標(biāo)的要求。此外,天然氣摻氫還能緩解天然氣供應(yīng)緊張,降低終端用能的碳排放水平,如在天然氣中摻入20%體積比的氫氣,可使氮氧化物、一氧化碳、未燃碳?xì)渑欧沤档?0%以上。
天然氣摻氫的核心目的是通過將氫氣與天然氣混合,優(yōu)化燃燒過程,提升熱效率并減少碳排放,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。這一技術(shù)不僅能夠降低氫氣的生產(chǎn)成本,還能提高燃?xì)獾目稍偕匦裕瑫r利用現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行輸送,減少基礎(chǔ)設(shè)施投資和環(huán)境影響。摻氫的主要目的是優(yōu)化天然氣的燃燒利用率,提升熱傳遞效率,減少熱能損耗,除非涉及化學(xué)反應(yīng)及特殊用途,否則可以廣泛應(yīng)用于各種使用天然氣燃燒的場景。天然氣摻氫的核心就是節(jié)能減排,若不能降低成本,一切都沒有了意義。
然而,天然氣摻氫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如,氫氣與天然氣存在密度、熱值、擴(kuò)散性、燃燒特性等方面的物理差異,天然氣管道摻氫會帶來材料相容性、管道完整性、燃料互混性等風(fēng)險。此外,摻氫燃燒器具的火焰穩(wěn)定性、污染物排放控制等問題仍需進(jìn)一步研究和優(yōu)化。因此,需要制定專項(xiàng)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)體系,統(tǒng)籌推進(jìn)天然氣摻氫規(guī)?;瘧?yīng)用。
然而,如果天然氣摻氫比例較低(如3%),則可以減少天然氣的使用量,從而降低燃料成本。例如,摻氫3%時,天然氣的熱值損失約為2%,終用戶天然氣需求量有所上升。但這種節(jié)省幅度通常在8%-12%之間,遠(yuǎn)低于30%的夸張說法。此外,天然氣摻氫的經(jīng)濟(jì)性還受到氫氣價格的影響。如果氫氣價格降至天然氣價格的1/3,摻氫才具備經(jīng)濟(jì)性。目前,氫氣的生產(chǎn)成本仍遠(yuǎn)天然氣,因此在大規(guī)模推廣天然氣摻氫之前,和企業(yè)需要權(quán)衡經(jīng)濟(jì)賬。
現(xiàn)場制氫是一種非常簡單便捷的能源供應(yīng)方式,通過設(shè)備將甲醇裂解為氫氣和二氧化碳,實(shí)現(xiàn)一端連接甲醇儲罐,另一端連接終端設(shè)備,即可源源不斷地產(chǎn)生氫氣,可直接燃燒或混合天然燃?xì)馐褂茫∪チ藘Υ婧瓦\(yùn)輸環(huán)節(jié),大幅降低用戶的用氣成本,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降碳增效,一舉多得。