为何我坚定看好绿氢未来:从制氢到有机液态氢技术

维克·

—— 霍尼韦尔(Honeywell) CTO 布莱恩・格洛弗(Bryan Glover)访谈录

凭借 50 多年在氢能领域的深厚积淀,霍尼韦尔旗下的能源与可持续发展解决方案(ESS)业务对绿氢寄予厚望。这家美国企业集团深入探索绿氢全产业链,从提升质子交换膜(PEM)电解效率,到完善运输基础设施,力求在绿氢发展浪潮中抢占先机。

HZWEI:霍尼韦尔为何如此关注绿氢的未来?

格洛弗:霍尼韦尔深知绿氢在能源转型进程中担任的重要角色。氢的高能量密度特性,使其成为替代化石燃料的理想之选。不难预见,未来几年,绿氢需求将迎来爆发式增长。伍德・麦肯齐的报告指出,到 2050 年,低碳氢将占据全球能源需求的 7%,这意味着届时需求量可达 2.11 亿吨。

全球范围内对绿氢的支持与投资也印证了这一趋势。各国政府纷纷出台战略,力促绿氢的广泛应用。以德国为例,其国家氢战略旨在借助绿氢实现气候保护目标。2023 年末,欧洲投资银行和德国还追加了绿氢基金,为全球氢经济发展注入强劲动力。

HZWEI:贵公司自诩为绿氢开发创新解决方案的先行者,能举例说明吗?

格洛弗:霍尼韦尔在推动氢生产与应用创新方面拥有超 50 年的经验。我们提供的解决方案覆盖了氢全产业链,从生产、转化,到运输、存储和配送,一应俱全。

自 1966 年我们的PSA(Pressure Swing Adsorption,变压吸附)技术首次投入工业应用以来,霍尼韦尔始终站在氢处理领域的前沿。截至目前,我们已在全球交付超 1000 个 PSA 系统,每小时可产出约 2500 万立方米的纯氢,极大地提升了生产效率与可扩展性。

霍尼韦尔的催化剂涂层膜(CCM)也是一大创新成果。客户使用该技术,能以更低的总成本产出更多绿氢。一家领先的电子制造商数据显示,相较于当前标准的 CCM,使用我们的膜可多产出 30% 的氢,同时非 CCM 堆栈组件成本降低 29%。

HZWEI:霍尼韦尔如何大幅提升绿氢生产效率?

格洛弗:我们持续加大研发投入,致力于以更高的端到端效率和成本节约,实现更广泛的绿氢生产。除了 CCM 技术,霍尼韦尔风险投资部门(Honeywell Ventures)也在助力下一代电解槽技术的开发与推广。该部门专注投资拥有开创性技术的高增长公司,我们对电解槽制造商的投资高达 1.9 亿美元,这笔资金将支持他们开发更高效率的电解槽,从而降低成本,提升大规模工业和基础设施项目的效率。

HZWEI:在氢基础设施建设方面,尤其是存储和运输领域,霍尼韦尔提供了哪些解决方案?

格洛弗:2023 年,霍尼韦尔推出了液有机氢载体(LOHC)解决方案。这项创新技术让氢能够借助现有的石油和天然气基础设施进行运输,相比目前市场上的其他运输方式,它更安全、成本更低。在霍尼韦尔的 LOHC 技术中,氢与液体载体甲基环己烷(MCH)发生化学反应结合,到达目的地后,MCH 又能再次转化为氢。

根据氢能委员会预测,到 2050 年,全球需运输约 4 亿吨氢及衍生物。由于低碳氢生产依赖大量可再生电力和水资源,许多资源缺乏国家不得不从海外进口。我们的 LOHC 解决方案有望将低碳氢产量提升约 10%,每年可提高低碳氢产能达 10 万吨氢。

HZWEI:电解水制氢过程中的资源消耗情况如何?

格洛弗:包括水在内的资源消耗是电解制氢的关键考量因素。我们专为绿氢开发的解决方案,旨在大幅提升资源利用效率。霍尼韦尔的催化剂涂层膜通过显著减少电解过程中的水及其他设备用量,优化了整个制氢流程,同时也降低了总成本。

HZWEI:霍尼韦尔的技术发展 “革命性” 体现在何处?

格洛弗:国际能源署(IEA)强调,利用现有的工业港口和基础设施打造低成本、低碳氢枢纽至关重要。霍尼韦尔的 LOHC 解决方案正是这一理念的生动实践,它借助现有的化石燃料基础设施运输氢,大幅降低成本,提升了可扩展性。我们的技术不仅有力推动了能源转型,还增强了投资者对氢经济的信心。

HZWEI:你们的技术在实际应用中是否具备可操作性和可扩展性?

格洛弗:当然。我们与日本领先能源公司 Eneos 的合作就是一个典型案例。Eneos 将在多个地点采用霍尼韦尔的 LOHC 技术,开发全球首个液有机氢载体商业项目。Eneos 项目展示了我们的技术如何融入现有的运输网络。这只是我们与该公司在氢运输领域合作的众多项目之一。

HZWEI:霍尼韦尔从根本上如何为工业生产的可持续发展贡献力量?

格洛弗:当今世界经济依赖石油化工、汽油加工、石化生产以及水泥和钢铁制造等难以实现脱碳的工业部门,向更清洁能源解决方案的转型需要时间。这就是为什么霍尼韦尔也在开发解决方案,以减少当下重工业的排放。

比如,霍尼韦尔的二氧化碳分离技术,埃克森美孚计划在其系统中使用我们的技术进行分离和氢净化,用于生产美国的低碳氢。预计采用霍尼韦尔技术的该系统每年可分离约 700 万吨二氧化碳,这相当于 150 万辆汽车的年排放量。(信息来源:HZWEI杂志)

中国具备 LOHC(液态有机氢载体)技术的代表企业有以下几家(部分):

中船 712 所:完成了国内首套 120kw 级氢气催化燃烧供热的有机液体供氢装置调试,并实现与燃料电池系统匹配供氢。

中国化学科研院 & 天辰公司:合作开发甲基环乙烷 - 甲苯有机液体储氢技术取得重大突破,成功运行了国内首套甲基环乙烷 - 甲苯有机液体储氢中试示范装置。

武汉氢阳能源:专注于常温常压液态有机储氢技术,拥有多项全球首创成果。

中氢源安:其安全有机液储运氢技术应用于纯氢建筑领域供热示范项目等,2023 年 2 月,其首个纯氢建筑领域供热示范项目在北京市石景山区落成,同年 6 月与北京热力集团联合开展首个基于安全有机液储运氢技术的纯氢供热示范项目。

北京海望氢能科技有限公司:专注于有机液体储氢技术,研发、生产、销售储氢载体材料、加脱氢催化剂、加脱氢反应工艺包等,并提供撬装式储氢制氢装备与厂站式储氢制氢工程方案,能够为工业粗氢提纯、大规模长距离的氢能储运等提供解决方案。

合肥理谷新能源有限公司:已完成有机液体储运氢小规模中试连续 8000 小时的评价实验,脱氢催化剂的反应选择性、转化率、寿命均达到大规模产业应用的标准,项目开始转入商业示范和产业推广阶段。

瀚锐氢能科技集团有限公司:2023 年 6 月,其 “液态有机储氢加氢站供氢示范项目” 在佛山市南海区丹灶举行开工仪式,自主研制安全无毒有机液体 60kg/d 吸氢及 125kg/d 放氢装置,并应用在泸定氢能科技园区项目。

陕西氢易能源科技有限公司:聚焦有机液态储氢技术的创新与商业推进,搭建起涵盖高密度有机氢载体开发、高活性加脱氢催化剂研制、高效储放氢工艺设计及先进装备制造等板块的全链条平台,积累近百项关键专利。

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