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                元宇宙 碳中和 区块链 快讯 正文
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                二氧化碳转化甲醇(甲醇重整制氢:氢能与碳中和落地新方式)

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                9月24日至28日,以“智慧、健康、碳中和”为主题的2021届中关村论坛在北京举行。论坛由科技部、中国科学院、中国科学技术协会和北京市人民政府共同主办。

                在采访和参观中,记者发现,“碳中和”已经成为一个热门词汇,无论是论坛的讨论话题还是同时举办的中关村论坛展览(科技博览会)。

                在“碳中和”过程中备受关注的氢能领域,记者在科技博览会上看到了碳中和的新方案——氢燃料电池与储能耦合闭环。

                科技博览会上公布的液态甲醇制氢技术

                按下开关,展位上的灯泡矩阵将再次点亮,电源为氢燃料电池。与燃料电池的印象不同,这里的氢源不是直接来自高压充注,而是来自常温常压下的液态甲醇。

                在中关村论坛展览(科技博览会)第一综合馆前沿技术展区,中国氢能新能源科技有限公司(以下简称“中国氢能新能源公司”)的展位面积不大,但却是观众观看展必经的地方。这种新颖的制氢方式吸引了许多游客驻足观看。

                中国水电新能源公司创始人兼董事长周明强指着行李箱大小的电池。本次展览主要展示了甲醇重整制氢燃料电池发电系统,该系统集成了高温质子交换膜燃料电池组、甲醇重整器和能量管理系统等模块。以甲醇水为燃料,通过中高温质子交换膜,降低系统对氢气纯度的要求,使甲醇重整产生的富氢气体在模块内发电。

                这与市场上的其他制氢方法有何不同?周明强告诉记者,整个反应过程中没有压力容器。氢的使用是因为它是在没有储氢的情况下产生的。它安全可靠。它具有噪音低、自动化程度高、体积小、效率高、连续工作能力强等特点。同时,最大限度地利用丰富的可再生甲醇资源,将制氢与燃料电池有机结合,充分满足汽车、通信市场对矿业和军工供电系统的需求。

                据了解,中国水电新能作为国家级高新技术企业,具备军用燃料电池协同创新平台资质,实现了甲醇重整制氢设备、燃料电池和燃料电池发电系统的小批量生产;获得“中国第一座无声移动电站mfc30”和工信部第303批“甲醇重整制氢燃料电池物流车”宣传。

                碳中和和氢燃料电池在一个闭环中耦合,以打破“能量不可能三角”

                氢能作为一种有前途的绿色能源,在国家层面上受到越来越多的关注。今年8月,由北京牵头的京津冀氢燃料电池汽车示范城市群被财政部、国家能源局等五部委联合批准为首批示范城市群。北京也发布了《氢能产业发展实施方案(2021—2025)》,率先构建氢能创新链和产业链,对于实施首都高质量发展战略,支持京津冀能源结构转型,引领全国氢能技术创新和产业发展具有重要意义。

                周明强表示,对碳达峰和碳中和来说,在包括北京在内的城市实施低碳交通和燃料替代是重要途径之一。“未来,氢燃料电池汽车在城市的大规模推出,不仅要解决氢燃料供应的安全问题,而且要保证充足的氢源。”他指出,氢能作为一种能源,必须根据当地资源的特点,结合自身实际,围绕“国家双碳目标”,实现多元化供应,以支持氢燃料电池汽车和氢能产业的健康成长。

                然而,处于起步阶段的氢能产业未能摆脱制氢成本高、供应可靠性不足的瓶颈。在能源领域,有一种说法是“能源不可能三角”,即一个能源类别不能同时是绿色、低碳、安全、可靠和低成本的。

                对此,周明强介绍,甲醇和甲醇制氢路线可以解决这个问题。甲醇被称为“液体阳光”。常温常压下为液态,可实现长期安全稳定储存。是一种理想的低成本化学储氢载体;也是实现碳减排的重要途径。利用碳捕获和副产氢合成“绿色醇”是一种实用的“固碳储氢”方法;利用碳捕获技术在工业生产中收集二氧化碳,并将其转化为具有清洁电力的绿色酒精,对于提高产品价值和解决清洁能源替代化石液体燃料的问题也具有长期意义。


                “就使用成本而言,甲醇重整制氢燃料电池是指同时生产氢气。它在需要氢气发电时开始工作。半升甲醇和半升水可以发电一小时。成本为每小时50美分,远低于目前的水力发电成本可再生能源电解水发电。"

                他说,在“碳达峰和碳中和”时代,碳中和、氢能和储能需要高度耦合,相互帮助和支持,形成良性循环,创造良好的能源生态。

                积极推进以甲醇为载体的氢能和碳中和示范区建设

                在“碳达峰与碳中和”的过程中,新旧能源的转换不是一朝一夕就能实现的,而是一个逐渐减少碳、增加氢的过程。周明强强调,只有考虑当地实际情况、经济和安全的差异,氢能产业才能稳定而深远。

                他介绍,中国水电新能致力于建设以甲醇为载体的能源系统,这是一条现实可行的碳中和路线。将太阳能、风能的能量与碳排放企业的二氧化碳结合,可以制备“绿色酒精”;与煤化工企业合作,利用新能源动力制备“蓝色酒精”也是可能的。这一能源系统将大大减少二氧化碳排放,二氧化碳排放量可减少60%以上。

                据了解,围绕以甲醇为载体的能源体系,中国氢能新能源公司正在积极推进氢能和碳中和示范区建设。示范区包括能源储存、能源供应、能源消耗和能源管理。


                在储能方面,新能源发电与二氧化碳结合生产“绿色甲醇”;以液态甲醇的形式储存风能和太阳能,使甲醇成为风能和太阳能的储运载体和风能和太阳能的液态储能途径。能源储存和运输可以以低成本和大规模实现。

                在能源供应方面,建设移动供电站和清洁能源站,实现“多源同站、产销一体化”;在各种出口的加油站,预留空间放置“醇-水-纯氢”机,不仅可以为车辆提供甲醇汽油,还可以在常温常压环境下制备纯氢,直接为氢燃料电池汽车提供氢源或直接使用燃料电池发电提供充电服务。。。“这样,加油站就成了产销一体化、供应多元化的综合性能源站。”

                利用可再生能源制甲醇和分布式发电可以实现热电联产,因此系统的整体效率远高于浪涌发电。因为虽然电力可以远距离输送,但热量不能远距离输送。风能和太阳能以液体的形式储存,液体通过管道长距离输送,损耗很小。然后将甲醇用于分布式热电联产,这可以大大减少碳排放。

                在能源消耗方面,甲醇重整制氢燃料电池应用于交通运输等领域利用燃料电池产品甲醇能源生产、储存、运输、供应和应用的大数据,预测用户需求,安排甲醇能源生产,匹配能源储存、能源供应和能源消耗,实现能源调度目标,使能源系统更加灵活、安全、可控;同时,实现燃料电池在运输等领域示范的全过程和连锁监管,积累电池运行数据,为提高燃料电池性能提供科学依据。

                记者了解到,示范区的建设将加快氢能领域的商业推广,促进氢能领域应用创新与产业化的融合发展。

                “今年的中关村论坛以‘碳中和’为主题之一,吹响了明确的号角,即突出科技创新在帮助碳中和方面的作用。”周明强告诉记者。

                未来,“碳中和”情景下的能源使用情景是什么?

                在中国水电新能的展位上,北京教育学院附属丰台实验小学四年级四班林静怡为科技博览会的展览创作了作品《绿色能源 绿色生活》主题儿童画吸引了许多观众的注意。这幅画展示了未来能源的一个角落:甲醇和水产生的氢能驱动交通、信号基站甚至火箭,原材料中的水来自蓝色海洋。

                “作为一个能源生产商,我们非常想知道人们将来想要使用什么样的能源。所以我们组织孩子们充分发挥他们的想象力和创造力。孩子们的想法是最简单的。他们认为未来的能源应该是清洁和廉价的,最好从水里取回水。池ldren是未来能源的用户,这进一步增强了我们开发氢的信心。周明强说。

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