近日，國內(nèi)首個生活垃圾制氫在佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)開工，項目達(dá)產(chǎn)后每天可處理生活垃圾約500噸，每小時產(chǎn)生超9100標(biāo)立方米、純度達(dá)99.97%的綠氫，實現(xiàn)綠氫的規(guī)模化產(chǎn)出，解決南海區(qū)綠氫供應(yīng)不足的問題。

垃圾制氫，是通過熱化學(xué)分解和微生物分解等技術(shù)，從垃圾中的有機(jī)物里提取氫氣的一種新型垃圾處理方式。

垃圾制氫工藝

根據(jù)技術(shù)原理的不同，垃圾制氫技術(shù)可分為熱化學(xué)和生物化學(xué)兩大類。

熱化學(xué)技術(shù)顧名思義是基于熱化學(xué)過程的垃圾制氫技術(shù)，過程主要包括熱解和氣化，有機(jī)物在高溫條件下分解為氫氣、一氧化碳、甲烷為主的合成器，無機(jī)物融化成金屬和玻璃體渣作為建材、路基等的原材料。

當(dāng)前熱化學(xué)制氫路線主要分為三種：蒸汽氣化制氫技術(shù)、超臨界水氣化制氫技術(shù)和生物質(zhì)熱解重整法制氫技術(shù)，其中蒸汽氣化制氫技術(shù)最為成熟，可行性最高。

佛山生活垃圾制氫項目所使用的則是碳化氣化制氫工藝，其工藝流程如下：

項目生產(chǎn)工藝流程圖（圖片來源：項目環(huán)評報告）

可以發(fā)現(xiàn)，碳化氣化制氫工藝分為兩個工段：生活垃圾制碳粉，然后再用碳粉制氫。

生物化學(xué)過程的垃圾制氫技術(shù)，原理是利用微生物分解垃圾中的有機(jī)物以產(chǎn)生氫氣，典型的過程包括光發(fā)酵和暗發(fā)酵，主要路線為沼氣制氫、生物制氫等。

垃圾制氫經(jīng)濟(jì)效益

垃圾制氫的成本包括制氫成本、設(shè)備折舊、稅金、人工以及各項稅費、合理利潤。目前每千克氫氣生產(chǎn)成本在合理的原材料價格和電價的前提下，煤制氫約10元/千克，天然氣、石腦油、重油、甲醇制氫約17元/千克，工業(yè)副產(chǎn)氫回收提純約21元/千克，電解水制氫約30元/千克。

在不計算垃圾處理補貼的情況下，采用熱解氣化制氫技術(shù)，合成氣凈化、制備高純氫工段氫氣的成本為14.94元/千克，氣化工段純氫制造成本為13.8元/千克。因此，生活垃圾制備高純氫氣的總生產(chǎn)成本約28.74元/千克。在計算垃圾處理補貼的情況下，垃圾制氫的成本還會進(jìn)一步下降。形成規(guī)模效應(yīng)后，垃圾熱解氣化制氫的成本有望降到20元/千克以下，與天然氣制氫技術(shù)成本相當(dāng)。由此可見，生活垃圾熱解氣化制氫技術(shù)很有應(yīng)用潛力。

佛山生活垃圾制氫項目首先將垃圾制成碳粉，再通過碳粉制氫，相比于主流的電解水制氫，其綜合成本更高。在制氫行業(yè)“內(nèi)卷”成風(fēng)的當(dāng)下，如何保證其經(jīng)濟(jì)效益，還需看政府在政策上的支持和項目投產(chǎn)后的實效。

垃圾制氫前景

目前全球多個國家正積極探索垃圾制氫產(chǎn)業(yè)，截至今年年初，我國已出現(xiàn)多個垃圾制氫項目，涉及多種技術(shù)路線，其中生物質(zhì)甲醇項目占比最高。

相比于傳統(tǒng)化石燃料制氫，垃圾制氫具有更多優(yōu)勢：原料來源廣泛，可為制氫產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定的原料供應(yīng)；環(huán)保效益顯著，垃圾制氫技術(shù)可實現(xiàn)垃圾減量化、無害化和資源化利用，有助于改善城市環(huán)境；能源效率高，制氫過程中產(chǎn)生的熱能可用于發(fā)電或供熱，提高能源利用效率。

從市場角度來看，隨著我國請能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對氫氣的需求也持續(xù)增長，而我國氫能源產(chǎn)業(yè)長期面臨著錯配供需的問題，若通過異地輸氫來確保氫能供應(yīng)，其成本遠(yuǎn)超氫能帶帶來的經(jīng)濟(jì)效益。而合理利用垃圾資源就禁制氫，在一定成都上可以補充我國的用氫缺口，城市所產(chǎn)生的垃圾還為制氫產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定、可持續(xù)的原料來源。

從政策角度看，在“無廢城市”政策的背景下，許多城市正在推進(jìn)固廢垃圾的高效處理，其中11+5試點城市有望出臺垃圾制氫扶持政策。這意味著，位于試點城市的固廢垃圾處理企業(yè)有望轉(zhuǎn)型為垃圾制氫企業(yè)。

從技術(shù)角度看。隨著科研投入的增加和技術(shù)創(chuàng)新的不斷推進(jìn)，垃圾制氫技術(shù)將不斷提高，降低成本，提高產(chǎn)氫效率。

綜上所述，生活垃圾制氫產(chǎn)業(yè)具有廣闊的市場前景和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＴ谡?、技術(shù)、市場等多方面的推動，以及示范項目的成功運行下，垃圾制氫前景廣闊，不僅帶動祥光產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，還為垃圾無害化處理提供新的道路。