大型制氢加氢子母站项目设计技术研究

以新疆某制氢加氢一体化项目为例，阐述了大型制氢加氢子母站的设计方法，提出了制氢加氢母站和加氢子站的工艺路线和配置方案。对于大规模制氢加氢母站，设置碱性水电解制氢系统、氢气压缩及储存系统、氢气充装系统及油气氢合建站，使母站兼具制氢、充装和加氢功能；考虑特定时段氢气外运不畅，提出了低压存储、中间压力存储和高压存储的方案，并通过比较确定采用低压存储方案；母站内加氢站及加氢子站采用油气氢合建站形式，提出了具体的设备配置方案。对于加氢子站，提出了分级卸气以提高长管拖车氢气利用效率的方案。     

加氢站供氢模式的选择及制氢技术的 研究现状分析

通过对集中式供氢和分布式供氢两种供氢模式的技术进展和成本的分析,说明分布式供氢模式是加氢站氢气来源的首选。对天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢的成本和原料供应情况进行了对比,阐述了甲醇制氢的优势。总结了近年甲醇制氢技术的发展趋势,包括传统甲醇制氢技术以及甲醇制氢的一些新技术,通过相关阐述,为加氢站供氢模式的选择和氢能产业的发展提供参考。     

氢能供应链成本分析及建议

氢能具有能量密度高、环保清洁可再生的优势,已经成为未来能源发展的重要方向,被视为实现碳减排的必由之路。但目前氢能发展的核心问题是用氢成本过高,与电动车和传统燃油车相比没有经济优势。本文从制氢-运氢-加氢的产业链角度分析,发现电解水制氢成本远远高于化石能源制氢,且氢气的成本主要在运氢和加氢环节被抬升。文中指出：究其原因,主要由于氢气储存不易,在现有的长管拖车运输条件下,每次运输氢气量少,效率不高;同时由于燃料电池汽车数量少,每日加注量不足,叠合加氢站关键设备不能国产化,固定资产投资高导致折旧成本高,增加了氢气成本。针对这一问题,文中给出了具体降低成本建议,包括增加运氢压力以增加单次氢气运载量;加快科技攻关,关键设备国有化;突破政策限制,实现站内制氢;优化加氢站工艺,减少日常运营成本等。     

我国典型城市氢能经济性和低成本氢源探索分析

氢能经济性一直是氢能与燃料电池汽车产业发展关注的重点。本文构建了一种简洁、有效的加氢站氢气成本计算模型,可适用于现阶段已投入运行的加氢站经济性研究计算。应用该成本计算模型,通过实地调研,本文得到了张家口、郑州、盐城、佛山等地典型加氢站的氢气成本,经对比分析可知,由于氢气来源、储运距离、应用端市场规模等现实条件不同,加氢站的氢能经济性具有很大差异。为进一步提升氢能经济性、探索加氢站氢气成本低于40CNY/kg的可行性,本文以张家口市氢气来源于风电电解水制氢的某加氢站为例,详细分析其氢气成本构成情况,得出低成本氢源开发对于降低加氢站氢气成本具有重要意义。本文还根据氢能产业发展现状和在交通领域的应用前景,从降低氢气制取成本、氢气储运成本、加氢站固定资产折旧及运营成本等方面为进一步提升氢能经济性、降低加氢站氢气成本提出建议。     

典型制氢工艺生命周期碳排放对比研究

氢能大规模发展需要解决“以何种方式制取氢气”的问题，在实现“双碳”目标的背景下，需要全面考察氢能产业链的碳排放情况。在相同的研究尺度下，建立统一的核算边界，采用统一的参数数据，定量测算典型制氢工艺的生命周期碳排放情况。结果显示，全生命周期视角下的CO₂排放量从大到小依次为甲醇制氢(煤炭为原料)、以火电为主的电解水制氢、煤制氢、甲醇制氢(天然气为原料)、天然气制氢、光伏发电电解水制氢、风电电解水制氢。煤制氢、天然气制氢的碳排放主要在氢气生产过程，甲醇制氢的碳排放主要在甲醇生产过程，电解水制氢过程虽清洁，但电力隐含的碳排放不容忽视。     

加氢母站工艺介绍及运行期间存在问题解决方案

目前,国内氢气制备的主要途径为化石燃料制氢、电解水制氢及工业副产氢,因工业副产氢资源广泛且价格较低,是生产燃料电池用氢、高纯氢气、超纯氢气等工业用氢的主要途径。本文介绍了天津新氢能源发展有限公司以临港园区内丙烷脱氢尾气为制氢原料,采用较为先进的快周期变压吸附（rPSA）技术生产车用燃料电池氢、高纯氢、超纯氢及电子工业用氢的应用情况。通过介绍天津新氢能源加氢母站工艺流程,分析氢气生产、压缩及充装操作过程中潜在的风险,并提出相应的解决方案。     

引进PTA装置上国产电解制氢设备的配套

介绍国产电解水制氢装置产生的氢气,作为引进PTA装置中加氢用的气源,并提出在设计时选型、工艺、自控、分析上的改进方法。     

现场制氢与外购氢结合加氢站系统工艺优化

氢能作为众多一次能源转化、传输与融合交互的纽带,是实现“双碳”目标的关键,加氢站的高效稳定运行对推进氢能产业发展具有重要意义。文中针对现场制氢与外购氢结合系统进行优化,通过将现场制氢出口20 MPa压缩机与外购氢卸气柱出口连接。结果显示：优化工艺不仅可确保后端45 MPa氢气压缩机出口温度不超过250℃,提高使用寿命,还可将长管拖车内的氢气从常规的7 MPa降低至3—1 MPa,提高拖车有效卸氢率30.77%—46.15%,当购氢成本在30元/kg时,可降低氢气出售成本6.52%—8.58%。同时,随着购氢成本的降低,优化工艺在降低氢气出售成本方面的优势呈下降趋势。综上所述,文中提出的优化工艺对保护45 MPa氢气压缩机,提高长管拖车有效卸氢量,降低氢气出售成本方面具有显著的作用,可为实际生产运营提供参考。     

膜分离回收系统在渣油加氢装置的应用

四川石化有限责任公司300×104 t/a渣油加氢脱硫装置采用CLG公司的固定床渣油加氢脱硫工艺技术,高压分离器顶出的循环氢排放量约13000 Nm3/h,尾气氢含量在80%以上。利用气体膜分离技术回收氢气,并将回收氢气作为装置的补充氢源,这不仅提高了氢源的利用率,降低制氢装置的生产负荷,缓解供氢矛盾,而且也降低了渣油加氢装置的成本。     

固定式电解水制氢-储氢-加氢系统安全防护

氢能具有可循环、可储存、零排放等特点,是全球能源低碳转型发展的重要载体,对实现碳中和目标具有重要意义。氢的体积能量密度低、运输成本高,采用制氢-储氢-加氢一体化的新思路可以节省氢气的运输成本从而提升经济效益,但系统复杂、相关安全防护尚不健全,可能导致系统运行故障,影响多能互补系统的安全与稳定。本文基于浙江某氢电耦合直流微网示范项目,分析了固定式电解水制氢-储氢-加氢一体化系统的潜在风险,提出了本质安全设计、过程监测与控制、报警、安全仪表功能及自动联锁、应急响应体系、完善标准规范六个方面的安全防护措施,为氢电耦合直流微网系统的优化设计及安全运行提供参考,最后结合质子交换膜电解水制氢技术的优势,展望了固定式电解水制氢-储氢-加氢一体化系统的发展前景。     

国外氢气生产技术分析

介绍包括水电解、蒸汽重整和甲醇分解等国外几种氢气制备技术,重点介绍三种技术装置的投资分析和生产成本估算。     

天然气分散制氢的技术经济分析(英文)

It is well established that hydrogen has the potential to make a significant contribution to the world energy production.In U.S.,majority of hydrogen production plants implement steam methane reforming(SMR) for centralized hydrogen production.However,there is a wide lack of agreement on the nascent stage of using hydrogen as fuel in vehicles industry because of the difficulty in delivery and storage.By performing technological and economic analysis,this work aims to establish the most feasible hydrogen production pathway for automotives in near future.From the evaluation,processes such as thermal cracking of ammonia and centralized hydrogen production followed by bulk delivery are eliminated while on-site steam reforming of methanol and natural gas are the most technologically feasible options.These two processes are further evaluated by comprehensive economic analysis.The results showed that the steam reforming(SR) of natural gas has a shorter payback time and a higher return on investment(ROI) and internal rate of return(IRR).Sensitivity analysis has also been constructed to evaluate the impact of variables like NG feedstock price,capital of investment and operating capacity factor on the overall production cost of hydrogen.Based on this study,natural gas is prompted to be the most economically and technologically available raw material for short-term hydrogen production before the transition to renewable energy source such as solar energy,biomass and wind power.     

甲醇蒸汽转化制氢技术

介绍了甲醇蒸汽转化制氢技术的工艺及所采用的双功能催化剂ＱＭＨ ０１的特点。双功能催化剂使流程简化,在同一反应器中将吸热反应和放热反应偶和在一起,降低了能耗。与同规模的天然气或轻油蒸汽转化制氢相比,能耗可降低５０％左右;与电解水制氢相比,氢气成本是其１／２左右。     

加油和压缩天然气加气合建站设计方案

压缩天然气作为清洁燃料以其所具有的价格优势正在蓬勃发展。加油、压缩天然气加气合建站将作为今后汽车能源主要的供应基地。阐述了加油和压缩天然气加气合建站主要设计内容和设计方案,以及加气站的类型。着重论述了液压式天然气汽车加气子站技术及其工作原理。     

甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨

介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂,对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价,还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用。     

甲醇蒸汽重整制氢技术及经济性探讨

介绍甲醇蒸汽重整制氢工艺和催化剂,对甲醇蒸汽重整制氢气技术的生产成本进行分析评价,还介绍甲醇蒸汽重整制氢技术在燃料电池中的应用.     

Coal-derived methanol for hydrogen vehicles in China: Energy,environment, and economic analysis for distributed reforming

Hydrogen is considered an ideal energy carrier, but the storage and efficient delivery of hydrogen to vehicles still remain a challenging problem currently. This study analyzes the possibilities of using methanol as a hydrogen carrier in China, based on the distributed methanol reforming technology at forecourt refueling stations. A detailed well-to-tank life cycle analysis was applied to the hydrogen production from coal-derived methanol at refueling stations (onsite methanol pathway) from energy, environmental and economic performance aspects, followed by comparisons between the onsite pathway and conventional ones on the delivery cost of hydrogen, energy efficiency, and CO₂ emissions. The study shows that a coal-derived methanol pathway with distributed reforming utilities is well suited for China's specific energy situation, therefore it could play a key role in the transition process to a hydrogen economy in China.     

甲醇水蒸气重整制氢研究进展

氢气需求的持续增长,带动制氢技术的不断进步。煤制氢技术投资较高,天然气制氢原料来源受到限制,电解水制氢成本较高。甲醇制氢投资适中,适合各种规模的制氢装置,铜基催化剂反应温度低,低温活性和氢气选择性好,价格低廉,因而甲醇制氢技术得到广泛应用。催化剂载体和助剂的改进研究,对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。综述甲醇水蒸气重整制氢工艺、反应机理和催化剂,介绍了催化剂载体和助剂等方面的研究进展情况。     

工业制氢方法的比较与选择

对天然气蒸汽转化、甲醇蒸汽转化、水电解等几种典型的工业制氢方法做了介绍和比较,提出了制氢方法选择的原则.