绿氢“新解法”—生物质制氢技术“崭露头角”

  今年以来，国内生物质制氢方面在政策推进、入局企业、专利动态、技术突破，项目落地等方面的消息持续不断。原来在制氢方式中比较小众的一种技术路线，忽然开始走进大众视线、获得青睐。生物质制氢的前景到底如何？目前都有哪些企业在布局？在国内处于什么阶段？本文展开介绍。

  生物质制氢是指以生物质为原料，通过种种技术方法将生物质中的碳氢化合物等成分转化为氢气的过程。生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，包括植物、动物和微生物。在生物质制氢中，常用的原料有农业废弃物（如秸秆、稻壳等）、林业废弃物（如木屑、树枝等）、能源作物（如柳枝稷、麻疯树等）以及城市有机垃圾、工业有机废水等。

  生物质是一种环境友好的可再次生产的能源资源，若能实现其制氢技术产业化，必将对能源利用结构、环境污染控制等都会产生非常积极的影响。在我国《氢能产业高质量发展中长期规划（2021-2035年）》中，就已明确将生物质制氢作为绿氢的一种列为重点发展方向。

  不过，这种技术在我国起步较晚。可喜的是，今年以来，国内关于生物质制氢的消息持续不断，显现出了较快的发展速度。

  政策方面，1月，广东省人民政府办公厅印发《广东省加快建设生物制造产业创新高地行动方案》提出，持续推进生物制氢储氢、生物燃料电池等研发技术和迭代，加强专业设备研发制造，为商业化推广应用提供技术和装备支持；鼓励开展生物制氢工程示范，拓宽省内绿氢供给渠道，助力燃料电池汽车推广应用。

  7月底，九江发布《九江市进一步支持氢能产业高水平发展的若干措施》，鼓励各个地区结合资源实际，推动生物质制氢（垃圾制氢）项目建设，合理促进资源化利用。

  专利方面，5月2日，据国家知识产权局消息，中国石油化工集团公司（中石化）及其子公司中石化（大连）石油化工研究院有限公司获得一项名为 “一种利用生物质制氢的方法和系统 ”的专利授权。授权公告号为 CN116064169B。

  生物质气化工艺方面（生物质气化工艺是生物质制氢的核心上游技术，也是最关键的第一步）。近日，由航天长征化学工程股份有限公司（简称“航天工程”）自主研发的“航天生物质炭化制粉气化一体化技术”通过科技成果评价，标志着我国生物质能气流床高效转化技术正式迈入工业化应用新阶段。

  中国化学东华公司生物质气化中试开发项目顺利中交，标志着项目已由建设阶段全面转入设备调试和试生产准备阶段，为后续投料试车奠定了坚实的基础。项目使用先进的加压纯氧流化床气化技术，以可再生生物质为原料，生产清洁合成气，对推动区域能源结构转型、实现“双碳”目标、发展循环经济具备极其重大的示范意义。下一步，项目部将全力以赴推进调试与试生产工作，确保项目早日实现达产达标。

  项目方面，7月15日，上海电气洮南市风电耦合生物质绿色甲醇一体化示范项目投产仪式隆重举行。该项目是我国首个投产的风光制氢耦合生物质制绿色甲醇项目。项目通过收集生物质秸秆进行预处理，采用纯氧加压生物质气化、风电制氢、以及富二氧化碳合成气合成甲醇等核心技术，将农林废弃物与风电资源就地转化为高的附加价值的绿色甲醇。

  中鹏未来正在建设的“生活垃圾制绿氢和高纯度二氧化碳工程示范项目”。项目通过自主创新技术打造“固废处理+绿能生产+碳循环”模式。项目核心内容有采用中鹏未来具有独立自主知识产权的生活垃圾提质干粉气化制氢工艺技术，日处理500吨原生生活垃圾，生产氢气7300万标方、液态二氧化碳10万吨；同时生产固态硫磺等副产品，以及金属、玻璃、砂石骨料等分拣回收产品。

  企业方面，今年，宜宾五粮液股份有限公司发布五粮液“酒糟制氢”产学研合作公告。公告要求自项目启动后（即合作单位收到第一笔经费后）一年内完成酒糟制氢实验研究，两年内申请相关发明专利并获得授权1件、撰写相关SCI论文并接收1篇。酒糟是谷物在酿酒发酵后剩余的残渣，通过技术方法进行“生物质气化制氢”可将酒槽变废为宝。

  在这些消息之外，佛山南海已经投产全国首个大规模餐厨垃圾沼气制氢加氢一体化项目，即瀚蓝可再次生产的能源（沼气）制氢加氢站项目。按照设计，该项目将年产约2200吨氢气，大幅度的提升南海区的氢源供应量。其他，在安徽、哈尔滨、山东等地也有项目在生物质制氢路线上展开探索。

  综合现有情况看，能判断，目前国内生物质制氢处于研发技术且项目基本以中小规模示范为主的发展阶段，远未形成如电解水制氢的产业生态。不过，基于生物质制氢经济效益好、碳排放低，处理后的气体和残渣均可利用等优势，以及巨大的未来市场发展的潜力与示范应用效应，后续生物质制氢技术的项目应该会持续增多。

  生物质制氢技术的兴起，为氢能的发展提供了新的方向，也为废弃生物质的资源化利用开辟了新的途径，同时还能起到环保作用。我国作为农业大国，每年产生的农林废弃物超过30亿吨，其中秸秆、林业残余物等大部分被焚烧或废弃，不仅造成资源浪费，还引发雾霾等环境问题。发展生物质制氢，可谓一举多得。

  更为重要的是，相对于艰难前行的电解水制氢，这种制氢技术的原料供应更普遍、全生命周期成本更可控，另外设备投资也相对要低。这也让它更有机会C道出位。

  基于这种明朗的前景和优势，国内很多公司的业务已经涉及生物质制氢领域。比如上海电气、金风绿能、中国能建、岚泽能源、中国天楹、华氢昊能。其中华氢昊能是一家以氢能为核心提供传统能源与环保场景转型综合解决方案，进一步依托示范项目反向带动氢能核心材料和零部件研发的创新型科技公司。在环保场景解决方案里，华氢氢能能够给大家提供生物质裂解气化制氢解决方案、绿色生物质成型燃料制作、零碳生态园区规划方案、农林废物资源化无害化利用等。

  其中，生物质裂解气化制氢项目，据悉是收集业主单位及周边林业生物质废弃物约1吨/小时，项目生产纯氢约500标方/小时，及饱和蒸汽约1吨/小时，项目年运行约8000小时。绿氢年产能可达400万标方，每年可节约2750吨标煤及7150吨二氧化碳排放。目前已与大型国有控股企业达成业务合作，将共同建设全国首座商业化生物质综合能源站。

  技术方面，生物质制氢当前主要有两大类技术—热化学法制氢和生物法制氢（如下图）。前者相对成熟，已有规模化工业应用案例；后者还大多停留在实验室或中试阶段，距离大规模商业化应用仍有较大差距。

  生物质制氢有可行性技术、前景广阔且涉足企业慢慢的变多，是不是落地就较为容易？

  并非如此，它的推广有挑战的。从技术成熟度来说，生物质制氢技术的研发和应用尚处于起步阶段，需要投入大量的人力、物力和财力进行研发和改进；从产业链体系来说，生物质原料的收集、运输和储存等环节存在诸多困难，要建立完善的产业链和供应链体系；此外，从成本角度来说，生物质制氢的成本相比来说较高，与传统制氢技术相比，其市场竞争力尚显不足。

  未来，在多方力量的推动下，生物质制氢在各个维度突破挑战、驶向发展的快车道是必然。这一段时间需要多久？从目前进展看，应该比想象中要快。生物质制氢是妥妥的未来潜力股。返回搜狐，查看更加多