车研咨询(www.cheyanzixun.com)发布的氢能与燃料电池系列报告,对全国1000多家氢能与燃料电池产业链的企业、31省市/近300个地级市氢能与燃料电池产业政策规划、企业投资布局、氢燃料电池汽车推广、加氢站建设等进行了详细的分析。
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生物质制氢技术是指利用生物质作为原料,通过化学反应或生物反应,来制备氢气。生物质制氢技术具有广泛的原料来源和较高的氢气产量,其原料可以是农作物秸秆、木材、废弃物、动物粪便等,这些原料在传统意义上只能被视为垃圾。生物质制氢使得废气生物质得到资源化利用,减少了环境污染,还可以为能源转型提供更多的选择,是一种具有发展潜力和前景的制氢技术。生物质制氢技术主要分为热化学法制氢与生物法制氢两大路径,其中生物质热化学制氢技术相对较为成熟。
热化学制氢是指将物质在高温下分解产生气体,再通过催化剂的作用将气体分解出氢气。该方法的优点是原料广泛,生产氢气的效率较高,且可以得到多种有用的副产物,如甲醇、乙醇、醋酸等。但由于高温条件下易产生焦化和积碳现象,所以需要采取高温快速反应的方法来解决。
生物法制氢也叫做微生物降解法、生物质发酵法制氢,是通过氢化酶和固氮酶2 种关键酶将生物质中水分子与有机底物催化降解转化为氢气。常见的技术包括生物光解产氢、光发酵、暗发酵、光暗耦合发酵、无细胞生成酶生物转化等多种细分技术。这种方法的优点是不需要高温反应,不会产生焦化和积碳现象,同时也可以得到有机肥等有用的副产物。但是由于微生物的生长受到环境因素的影响,所以需要控制好反应条件,以确保产氢效率。
2022 年10 月,我国首个生物质气化制氢多联产应用研究中试项目在安徽马鞍山一次“点火”成功。该项目全流程成本测算远远低于目前通用的电解水制氢项目,制备氢气纯度达99.99%,年产氢量11 万平方米。产出的氢气可用于燃料电池发电和多业态氢能商业应用,能源利用率可达90%以上。
生物质制氢虽然取得了一定的突破,但是目前大部分的生物质制氢过程都是在小型设备上完成,要将其用于大规模的工业化生产还存在一定挑战。首先,生物质转化过程比较复杂,需要较高的技术支持。其次,由于生物质的特性及其在反应过程中的变化,制取的氢气质量可能受到一定影响,需要进一步研究和优化反应过程,提高氢气产量和质量。实现产氢过程的可控性,提高产氢速率和效率、节约生产成本、加快工业化进程是生物质制氢亟待解决的问题。从全球范围来看,生物质制氢技术发展还处于萌芽阶段。我国生物质制氢技术虽然起步较晚,但是近年来得到飞速发展,具有极大的发展潜力。