技術(shù)創(chuàng)新是中國(guó)實(shí)現(xiàn) " 碳中和 " 目標(biāo)的核心動(dòng)力

目前，全球處于第三次能源利用重大變革中。不同于第一二次能源革命的是，第三次能源革命的根本動(dòng)力是溫室氣體過度排放導(dǎo)致全球變暖的災(zāi)難性氣候，本質(zhì)是 CO2 減排和零排放，即減少或完全取消化石能源 （石油， 煤和天然氣）的開采和使用。

在這個(gè)全球大背景下，中國(guó)作為全球?qū)γ禾亢褪鸵詠碜畲蟮膰?guó)家，目前存在著能源對(duì)外依存度高，生態(tài)環(huán)境壓力、碳排放壓力大，能源發(fā)展模式粗放、創(chuàng)新不足等問題。雖然國(guó)內(nèi)目前可再生能源發(fā)展迅速，但棄風(fēng)、棄光、棄水電現(xiàn)象依然嚴(yán)重。

孫琦教授指出，在 " 碳中和 " 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)將從能源革命、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和科技創(chuàng)新三個(gè)方向促進(jìn)綠色轉(zhuǎn)型。其中，技術(shù)進(jìn)步將是碳中和的核心驅(qū)動(dòng)力。

氫能是未來能源體系的支柱之一

在尋求可再生能源時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是必須考慮的選項(xiàng)。而在替代化石能源的可再生能源中，風(fēng)能、太陽能、水電等可再生能源因?yàn)槭芴鞖庥绊懘?，?duì)電網(wǎng)沖擊大，浪費(fèi)嚴(yán)重等問題難以進(jìn)行普及。

而氫氣零污染、高效率、來源豐富、用途廣泛，氫能將成為各種能量形式之間轉(zhuǎn)化的最優(yōu)良載體，將與電能一起成為未來能源體系的兩大支柱。整個(gè)氫能源產(chǎn)業(yè)也將孵化出超過千萬億的市場(chǎng)。

在氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上，主要包括制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫和用氫。由于整個(gè)產(chǎn)業(yè)都處于起步階段，還存在著不成熟、不便利、不經(jīng)濟(jì)、不安全的問題。

在生產(chǎn)和供應(yīng)模式上，主要的痛點(diǎn)集中在氫氣的制取和儲(chǔ)運(yùn)方面。氫氣的制取有化石燃料制氫、電解水制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、甲醇 / 天然氣重整制氫等多種方式。而氫氣的運(yùn)輸則需要集裝格或者長(zhǎng)管拖車運(yùn)至加氫站。這就意味著整個(gè)過程步驟多，能耗高，安全性差。

在成本方面，制氫運(yùn)氫的整體成本占比較高。加氫站成本約占?xì)錃馐蹆r(jià)的 1/3，儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本占?xì)錃馐蹆r(jià)的 1/3。

氫能產(chǎn)業(yè)在儲(chǔ)運(yùn)上的痛點(diǎn)難點(diǎn)意味著撬裝式分布式制氫加氫一體化氫模式是未來主流。制氫加氫用氫一體化可以提高能效，節(jié)約壓縮成本，避免氫氣壓縮，存儲(chǔ)，解壓過程，在特定應(yīng)用中有極大優(yōu)勢(shì)。

制氫加氫一體化氫模式將成為氫能產(chǎn)業(yè)主流

傳統(tǒng)的氫能產(chǎn)業(yè)是采取集中式供氫形式：在制氫工廠采用大規(guī)模生產(chǎn)裝置完成氫氣的生產(chǎn)，再加壓（20MPa）到長(zhǎng)管拖車，或者低溫液化（-253 ℃）后采用低溫槽車運(yùn)輸?shù)郊託湔?，在加氫站進(jìn)行釋氫，最后經(jīng)過壓縮機(jī)增壓，加注到用氫車輛。

而制氫加氫一體化則是利用可直接在加氫站就地得到的原料，如甲醇、天然氣、水（電解）等作為能量載體，采用小型化裝置制氫，制取的氫氣直接提供給壓縮機(jī)，增壓、加注到用氫車輛。

孫琦教授介紹稱，在工藝原理上，制氫加氫一體化是 " 光能集熱 - 熔鹽儲(chǔ)能 - 熱泵管理 - 高純氫在線分析和智能反饋系統(tǒng) " 技術(shù)集成。該技術(shù)采用了綠色原料，突破了傳統(tǒng)化石能源生產(chǎn) H2 的方式；改變了儲(chǔ)運(yùn)方式，解決 H2 儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)所遇到的成本和安全難題；實(shí)現(xiàn)了設(shè)備撬裝化，就地就近為用氫設(shè)施提供高純氫、即需即產(chǎn)即用。

在技術(shù)特性上，制氫加氫一體化將低溫高效銅基催化劑與列管式反應(yīng)爐結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了甲醇較低溫度的高效裂解反應(yīng)，甲醇轉(zhuǎn)化率可達(dá) 95% 以上；運(yùn)用了變壓吸附（簡(jiǎn)稱 PSA）技術(shù)，集成了 CO2 吸附系統(tǒng)，最終可使氫氣純度達(dá)到 99.999%；整個(gè)系統(tǒng)高度自動(dòng)化，通過 HMI 觸摸屏和遠(yuǎn)程工作站可以實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行，通過監(jiān)測(cè) H2 緩存罐的壓力，自動(dòng)反饋到原料和反應(yīng)器系統(tǒng)，決定進(jìn)料量和運(yùn)行負(fù)荷，并且在設(shè)備發(fā)生異常狀況時(shí)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程安全停機(jī)。

目前，青島格赫維爾環(huán)保技術(shù)有限公司自行設(shè)計(jì)和建造了國(guó)內(nèi)首套最大的 500kg/d 撬裝化制氫加氫一體化裝置，并完成調(diào)試和運(yùn)行。該裝置將光能集熱系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、熱泵管理系統(tǒng)和高純氫在線分析系統(tǒng)耦合，形成一種更低功耗，更高效能的撬裝式 " 緑氫 " 制氫加氫一體化裝置。

來源：前瞻網(wǎng)