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甲烷制氢背景权威发布_甲烷制氢背景分析(2024年11月精准访谈)

内容来源：蜂巢动画所属栏目：观点更新日期：2024-11-27

甲烷制氢背景

氢能源的优缺点分析：未来5-8年的前景氢能源并非一无是处，尤其在矿山和码头等场所，电驱动工程车受限于电池技术，马力和续航能力不足，而氢能源在这些方面具有优势。此外，目前流行的新概念——氢储能，即利用各种垃圾电制氢，然后不运输就地在当地使用，也是一个值得关注的方向。然而，氢能源的利用面临一些常见问题，如氢脆。虽然氢脆无法完全避免，但可以通过减少使用来降低风险。目前，氢能源利用的最大问题是运输和充装。例如，长管拖车运输氢气可达200-300kg，而加氢站的实际加氢时间大约需要30分钟，远比宣传的理想情况3分钟要长。管道输氢成本最低，但需要在加氢站后建一个分离工厂，工业用地难以获得批准。因此，氢能源车在中国难以大面积应用，家用车更不是氢能推广的对象。如果考虑用氢气做燃料电池，是否可以避开600度的高温来规避氢脆？储氢合金吸附的方式还不成熟，容量也不够。如果是加压储存，一个内部压力上百个大气压的容器放在车上非常不安全。氢能源的另一个问题是储氢。氢气的储藏温度太低，要求的压力罐标准高，必须临时加注，而且氢气最轻也是最容易泄露的气体。商用火箭都往液态甲烷的方向走，就是因为成本高。民用领域，氢能源的问题更多，只能用金属储氢的方式，但金属储氢的氢气轻的特点并不明显。此外，制氢储氢的相对发电成本高很多。制氢过程中污染严重，煤制氢比煤发电产生的碳排放还多，水裂解制氢耗电多。现有技术下，用氢就是花更多钱，制造更多污染，无论从经济角度和环保角度都不可能选择。值得一提的是，中石化在氢能源领域有所布局，绿氢如果成规模了场面不小。短期看可能会先替代柴油，国内包括东风在内已经推出一部分氢能源重卡，另外央视也报导了氢能源船舶。长期来看，氢可以代替天然气等传统能源走进千家万户。氢能源要走进普通人视野，估计还有5-8年或者更久。

焦炉煤气的多种用途你知道吗？𐟔劧„槂‰煤气，听起来有点专业，其实就是炼焦过程中产生的一种可燃性气体。它的主要成分是氢气和甲烷，分别占了56%和27%，还有少量的一氧化碳、二氧化碳、氮气、氧气和其他烃类。焦炉煤气的用途民用和工业燃料 𐟏 𐟏튧„槂‰煤气曾经是城市生活用气的重要来源，但随着“西气东输”等天然气管道项目的实施，它逐渐退出了城市生活用气的舞台。不过，它在工业燃料方面还是大有用途的。比如，它可以用于生产水泥、耐火材料和钢铁企业的轧钢加热炉。燃料燃烧发电 𐟔‹ 焦炉煤气中的氢气含量高，燃烧速度快，理论燃烧温度可以达到1800-2200℃。这使得它用于发电具有成本低、污染小和经济效益好的优点。具体来说，可以用燃气内燃机、燃气汽轮机、蒸汽轮机和燃气-蒸汽联合循环发电等方式。还原剂直接还原铁 𐟔犧„槂‰煤气中含有大量的氢气和甲烷，氢气本身可以作为还原铁的还原剂，而甲烷可以重整为氢气和CO，进一步补充到气基还原铁的还原剂中。变压吸附制氢 𐟌 焦炉煤气中的氢气含量高达55-60%，是非常理想的制氢原料。国内普遍采用变压吸附制氢技术，通过压力变化实现氢气的提纯。宝武钢铁就采用了这种装置。化工原料 𐟧ꊧ„槂‰煤气中碳氢组分含量很高，可以作为原料用以制备氮肥、甲醇、二甲醚、天然气和燃料油等高附加值的化工产品。总之，焦炉煤气的用途非常广泛，不仅仅局限于传统的民用燃料和工业燃料。随着技术的发展和应用领域的拓展，它的应用前景将更加广阔。

Sunfire为Ren-Gas合成甲烷工厂提供50MW碱性电解槽

美国：采回了382公斤月壤；苏联：采回了300多克月壤；我国：正面采回了1731克月壤；我国：背面采回了2000克月壤； 2020年12月17日，嫦娥五号任务成功完成，返回器携带1731克月球样本安全返回地球。 2021年，中国科学家们在《科学》杂志上公布了嫦娥五号带回的月壤样本分析结果。研究表明，样本中的矿物晶体表现出狭长针状的辉绿结构。科学家通过对比分析确定，在19亿7千万年前，月球表面的熔岩仍然处于流动状态。 2022年5月，一项研究成果在《焦耳》杂志上发表。他们对嫦娥五号取回的月壤进行了详细分析，确认月壤中含有的活性化合物不仅有助于生产氧气和氢气，还能高效产生甲烷和甲醇。关于美国阿波罗任务，虽然美国在20世纪60年代和70年代的登月任务中共带回了约382公斤的月球样本，但所带回的样本与嫦娥五号的月壤存在显著差异。美国样本主要来自月球正面的有限地区，而嫦娥五号的样本则来自月球“风暴洋”地区。此外，与美国阿波罗任务比较，嫦娥五号的月壤样本在进行光伏电解水反应和光热催化二氧化碳加氢反应时表现出更高的效率。嫦娥五号的月壤更适合用于制氧和制氢。月球背面之所以保持神秘，主要是因为它始终背对地球，从地球上无法直接观测到。月球自转的周期与其绕地球公转的周期相同，导致我们只能看到月球的一面。为了解开月球背面的神秘面纱，最初的突破发生在1959年，当苏联的月球2号探测器飞越月球背面，并首次捕捉到其图像。此后几十年间，美国和苏联的多次月球探测任务都对月球背面进行了详细的摄影。到了21世纪，随着技术的进步，美国、中国、印度、日本和欧洲等国家的探测器都进行了更为详尽勘测。特别是2009年发射的美国月球勘测轨道器，其高分辨率的成像技术为我们提供了月球表面的清晰视图，包括精确到米级的月球车和登月舱遗迹。尽管如此，所有的探测数据都显示，月球背面并没有传说中的外星人基地。实际上，月球背面与月球正面相比，并无太大差异，主要是荒凉的月岩和广阔的撞击坑。月球表面既有广阔的平原，又有崎岖的高地，其中最引人注目的是月海。月海是月球上的巨大平原区域，这些地区的地势比周围的高地低，反射阳光的能力较弱，看起来比周围的地表要暗。月海的形成是由于月壳裂开，岩浆从裂缝中涌出，填充低洼区域，最终冷却凝固形成平坦的大地。月海总面积约占月球表面17%，其中绝大部分集中在月球的正面。月球的正面有22个月海，主要包括雨海、静海、云海等。这些月海四周被高山环绕，形状接近封闭的盆地。雨海的边界被多个山脉围绕。雨海的深度相当惊人，最深处比月球的平均水准面低超过6000米。月背的地形与正面截然不同，地面主要由较亮的月陆组成，这些区域由斜长岩构成，具有较高的反射率。月陆相对来说比月海更为古老，其地势一般比月球水准面高出2到3千米。月球的表面几乎没有沉积岩和变质岩，只有火成岩。月海则主要由玄武岩组成。月球的撞击坑记录了40多亿年来不断的天体撞击历史。月陆的撞击坑密度远高于月海，且由于月陆的地势较高，地形也更加崎岖。 1972年，阿波罗17号完成了人类最后一次登月任务，尽管登月计划已接近尾声，登月背面这一设想依然未曾实现。阿波罗17号宇航员哈里森ⷦ–𝥯†特提出，未来的探月任务可以考虑登陆月球背面，尤其是齐奥尔科夫斯基撞击坑进行科学考察。然而，阿波罗计划终止。为了克服这一挑战，嫦娥四号任务依赖于“鹊桥”卫星，探测器能够与地面保持联系并传输数据。嫦娥四号成功在2019年1月实现了人类历史上首次在月球背面的软着陆。月球背面由于远离地球，成为了理想的射电观测站。地球上的电磁干扰对射电天文观测造成了显著影响，而月球背面的屏蔽作用成为了一个天文观测平台。对远距离天体发出的微弱射电信号的接收，科学家可以更清晰地研究太阳、恒星以及其他遥远天体的行为。与地球不同，地球上的早期地质记录大部分已经消失，月球背面的地质探测对研究地球的早期历史至关重要。参考文献：[1]嫦娥六号开启月球背面采样之旅[J].红外,2024,45(5):F0004

混合海水电解：低成本制氢的绿色新选择 𐟌Š 最近，混合海水电解制氢技术引起了不小的关注。这种技术通过利用一种叫小分子阳极氧化反应（AOR）的过程来替代传统的析氧反应（OER），不仅效率高，而且成本低。AOR的反应电位比OER和CER低得多，这意味着在更高的电流密度下也不会产生析氯的副反应，从而解决了海水电解过程中氯释放的问题。更棒的是，AOR的较低电位大幅降低了海水制氢的电能需求，制氢成本也因此显著降低。从经济角度来看，将AOR集成到混合海水电解中具有显著的优势。虽然初始投资较高，包括先进电催化剂的研发和系统建设，但AOR的应用显著降低了电力需求，减少了2至4倍的电能消耗，使电解成本降低约12.5%至25%。此外，阴极产生的氢气（价值4000-5000美元/吨）和副产品（如甲酸和甘油醛）还能提供额外的收入来源，进一步提高了投资回报率。在环境方面，混合海水电解也有其独特的优势。这种技术可以显著减少温室气体排放，特别是在结合可再生能源使用时。它依赖丰富的海水资源，避免了传统蒸汽甲烷重整对天然气的依赖。此外，副产品的高效利用支持循环经济，减少废弃物并降低对化石资源的需求。尽管电解的能源密集型性质仍是一个挑战，但通过整合可再生能源和优化工艺条件，混合海水电解展现了可持续性和经济潜力，成为绿色氢经济的竞争选择。总的来说，混合海水电解制氢是一种既有经济效益又有环境优势的制氢方式，值得进一步研究和推广。

氢能源：未来的清洁能源之星 𐟌Ÿ 氢气，这个看似普通的元素，其实隐藏着巨大的能量。它的热值高达143千焦/克，是甲烷（天然气的主要成分）的2.4倍，汽油的3倍，酒精的3.9倍，甚至是焦炭的4.5倍。氢能源不仅能量密度高，而且清洁环保，真是未来能源的明星。国际可再生能源机构预测，到2050年，氢能源在总能源消耗中的占比将达到12%。政策也在不断推动氢能源产业的发展，可见其前景广阔。不过，目前我国的氢能源大部分还是通过化石能源制取的“灰氢”，这个制取过程碳排放较高。相比之下，通过清洁能源发电和电解水制取的“绿氢”虽然单位成本是“灰氢”的4-5倍，但生产环节对环境的影响较小。氢气的运输方式也多种多样，包括高压气态长管拖车、液氢槽罐车和管道运输等，以满足不同运输需求。在应用方面，氢能源主要被用于氢能源汽车和工业领域。在化工领域，氢气可以用来合成氨、合成甲醇、石油精炼以及合成其他化工品。随着风电和光伏产业的发展，加氢站等配套设施的建设也在不断推进，考虑到“双碳”目标，氢能源在未来将有更广泛的应用。总的来说，氢能源不仅是一种高效清洁的能源，还具有巨大的发展潜力。未来，我们或许会看到更多氢能源的应用场景，为我们的生活和工业带来更多便利和可能。

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