近日，中國綠色制氫與應用高峰論壇在長春順利舉辦，來自行業(yè)內各大企業(yè)的專家學者齊聚一堂，共同探討氫能應用的前景與技術問題，來自中國石化大連化工研究院的范得權為與會嘉賓介紹了所在團隊負責的S-PSA燃料電池車用氫氣純化成套技術。


范得權：中國石化大連化工研究院項目負責人。

氫能源在能源生產(chǎn)和消費革命中扮演著十分重要的角色，氫氣應用場景豐富，可以助力石油煉化、做冶金工業(yè)的還原劑，在航天、化工、電子等領域中都有其身影。近幾年，燃料電池用氫也在大眾視野中逐漸“火”了起來。

“全球‘純氫’產(chǎn)量7000萬噸/年，主要用于化工精煉、合成氨等領域，交通領域消費量不足0.1%”目前，世界主要發(fā)達國家都在布局氫能，紛紛發(fā)布國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略。美國作為最早發(fā)展氫能和燃料電池的國家，產(chǎn)業(yè)政策及路線圖完備，加州等地區(qū)已初步形成基礎設施網(wǎng)絡，專利數(shù)僅次于日本，液氫產(chǎn)能和燃料電池乘用車保有量全球第一。德國、日本、韓國也緊隨其上。

范得權表示“我國氫能發(fā)展目前主要以交通領域應用為帶動，產(chǎn)業(yè)鏈逐步延伸至制氫、儲氫、運氫、加氫、燃料電池以及配套產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，逐步形成京津冀、華東、華南、華中、華北、東北等六大產(chǎn)業(yè)集群”。

中國石化大連化工研究院正在布局氫能產(chǎn)業(yè)鏈關鍵技術，包括上游的氫氣制取、中游的氫氣儲運到下游的氫氣應用以及行業(yè)監(jiān)管等方面。在科研實驗平臺的建設上，擁有快速變壓吸附的S-PSA 實驗平臺、燃料電池實驗裝置、氫氣品質分析平臺等平臺裝置。

其中，S-PSA氫氣純化成套技術目前已經(jīng)比較純熟。依托中國石化“十條龍”攻關項目，通過專用吸附劑制備、模塊化工藝流程、專用設備及時序控制以及氫氣品質分析檢測與在線監(jiān)測平臺技術的開發(fā)，形成S-PSA燃料電池車用氫氣純化成套技術，成功建設500Nm3/h側線試驗裝置，利用煉化副產(chǎn)氫源，生產(chǎn)出純度高達99.999%（V），品質優(yōu)于國家標準GB/T37244-2018 要求的車用燃料電池氫氣產(chǎn)品。



該技術針對重整氫中雜質含量高、雜質種類復雜的情況，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的模塊化純化工藝流程（變溫吸附預處理－變壓吸附－痕量雜質精制），在保證產(chǎn)品氫氣純度的情況下，具有集約設計、工藝靈活可調等優(yōu)點，為提純技術拓展到其他氫源奠定了良好的基礎。

針對重整氫源所含有的難脫除雜質，中國石化大連化工研究院開發(fā)了CH4/N2專用吸附劑SAM系列和CO專用吸附劑SAC系列，完成脫重烴吸附劑和精脫劑的篩選測試，滿足工業(yè)試驗要求。

此外，中石化還開展多通道集成旋轉控制閥的研發(fā)，通過匹配吸附劑性能、工藝時序控制的要求，完成閥體選材與結構設計，正在開展設備制造，努力推進關鍵設備國產(chǎn)化進程。

針對不同煉化副產(chǎn)氫源，中石化完成3000Nm3/h燃料電池車用氫氣純化技術工藝包開發(fā)，通過中國石化科技部組織的評審，為S-PSA技術的系列化、標準化推廣提供支撐。

針對國標要求，中國石化大連化工研究院完成氫氣品質分析平臺建設，建立14種雜質的分析檢測方法，實現(xiàn)全組分析，可提供技術服務，通過遼寧省市場監(jiān)督管理局資質認定評審；針對煉化氫源特點，自主開發(fā)6種分析方法，完成企業(yè)產(chǎn)品標準《燃料電池汽車用氫氣及檢測方法》立項。

最后，范得權對氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景提出了幾點思考。

首先，氫氣純化技術有向大和向小的發(fā)展趨勢，他們分別應對著不同的應用場景，目前我們正在做的項目就屬于向小發(fā)展的情況。其次，氫氣純化技術結合CCUS技術對實現(xiàn)‘綠電+綠氫’也有很大幫助，也期待行業(yè)內在這方面有所突破。此外，國外率先提出的‘氫能經(jīng)濟’一詞也得到了國內的高度關注。

實現(xiàn)真正的“氫能經(jīng)濟”首先要降本，其次就是氫氣的存儲。氫氣的儲運目前還是一個亟待解決的問題，包括燃料電池的成本還需要進一步的下降，需要將氫能全產(chǎn)業(yè)鏈貫穿在整個能源系統(tǒng)中，現(xiàn)在國內的氫燃料電池車基本還是物流車和公交車，距離民用還有一段距離。氫氣雖然是宇宙中存量最多的元素，但是若不好好加以利用，氫氣的逃逸擴散問題也可能隨之發(fā)生，盡管氫氣燃燒只生成水，但氫氣本身還原性較強，未來或許還需要考慮它的污染問題。