2023年8月,全国首个大规模沼气制氢加氢一体化项目——瀚蓝环境股份有限公司(以下简称瀚蓝环境)可再生能源(沼气)制氢项目在广东省佛山市南海区正式投产。该项目年产约2200吨氢气,标志着瀚蓝环境的氢能业务“制、加、输、用”一体化实现全面贯通。
作为中国环境企业十强和中国垃圾焚烧发电企业十强,瀚蓝环境一直植根于佛山市,积极响应佛山市南海区提前实现《广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2022—2025年)》的加氢站终端售价政策要求,研发投产可再生能源(沼气)制氢项目,既能有效缓解佛山市本地的氢源供应问题,又有利于逐步降低用氢成本。
沼气制氢
减污降碳效果显著
当前,广东省将新能源汽车产业列为全省战略性新兴产业之一。佛山市抢先抓住机遇,将氢能作为新能源汽车产业的重要发力点,出台了《佛山市氢能源产业发展规划(2018—2030年)》等系列政策文件,着力推动氢燃料电池研发生产及整车制造,制氢、加氢基础设施建设,氢燃料电池公交车、物流车推广应用。
根据上述发展规划,佛山市将力争实现氢能产业在本地的产业化、商业化、市场化。虽然佛山市氢能产业已在全国具备一定的先发优势,但是仍面临氢气资源不足、氢气供应严重短缺和价格居高不下、氢能应用场景还未丰富、未形成规模效应等问题。
为此,瀚蓝环境积极探索,利用现有能源、固废等产业的协同进行创新,成功将餐厨处理、制沼气、沼气及富氢气体制氢、加氢服务、环卫及收运车氢能化运营等产业和环节打通,形成可复制的氢气制、加、用一体化模式,促进产业协同发展、资源综合利用,助力佛山市氢能产业发展。
利用沼气制氢,原料从哪里来?瀚蓝环境可再生能源(沼气)制氢项目(以下简称制氢项目)负责人表示,该项目利用公司现有能源与固废产业协同进行创新,成功实现餐厨垃圾沼气制氢。在制氢项目旁边,有一个餐厨垃圾项目及三个生活垃圾焚烧发电项目。餐厨垃圾发酵会产生大量沼气,生活垃圾的渗滤液也会产生沼气,通过协同固废处理项目资源,利用密闭管道将这些沼气收集并输送到制氢站,为制氢提供充足的原料。
据了解,瀚蓝环境制氢项目采用技术成熟可靠的蒸汽转化法工艺,是目前国内外公认的最佳工艺方案。氢气制取主要包括三个阶段:前段沼气脱硫脱碳净化为天然气,中段天然气水蒸气转化,后段转化气变压吸附提纯氢气。
“利用餐厨垃圾产生的沼气作为原料,不仅有效降低了制氢成本,且生产过程中无增加碳排放,制成的氢气为绿氢。”据制氢项目负责人介绍,制氢项目结合氢能工业、交通等领域的应用场景,项目达产后预计可以减少二氧化碳排放近100万吨。
同时,瀚蓝环境制氢项目的生产机制灵活,能根据销量定产量,可将富余的沼气制天然气进入天然气管网,提高项目的抗风险性,保证投资的回报。
制氢区的氢气转化炉
链条完善
“制、加、输、用”一体化示范模式为联系氢能产业链上游制氢和下游应用的重要枢纽,加氢站是燃料电池汽车产业中十分关键的环节。氢气被制取后,一般通过氢气管道或长管拖车输送至加氢站。
目前,瀚蓝环境在佛山市南海区共运营5座加氢站,共计加氢能力4吨/日,其中,桃园加氢站是国内最大的35兆帕级别商用加氢站,瑞晖加氢站是全国首座商业化加氢站。瀚蓝环境多座加氢站自建成投运起至今稳定运营,截至2023年8月底累计加氢量1376吨,累计加氢15.43万车次。2022年,瀚蓝环境加氢站累计加氢车次与加氢量在同类企业中位列全国第二。
据悉,佛山市南海区已有包括公交车、物流车、乘用车等成熟的用氢场景。2022年,瀚蓝环境在南海区内率先推广使用氢能环卫车,现已投运54台氢能环卫车,包括后装压缩车、高压清洗车、洒水车、洗扫车、扫路车,该系列环卫车辆广泛应用于地面清扫、垃圾收运、城市管道清理等多个作业领域。
瀚蓝环境下属瀚洁城市环境管理有限公司负责人介绍道:“与传统燃油环卫车、纯电动环卫车相比,氢能环卫车具备多个优点。一是续航能力长,相对纯电动环卫车,氢能环卫车补能时间短,加氢只要10至20分钟,作业工况下可续航300多千米;二是能量转换效率高,最高转换效率可达60%;三是作业过程实现零碳排放,对比同类型18吨燃油环卫车,每辆氢能环卫车每年可减少60吨以上的二氧化碳排放量;四是环境适应性强,可在炎热、干旱、潮湿、沙尘、寒冷等复杂气候和环境下正常作业,能有效解决低温工况下电池性能衰减问题,提高作业效率。”
瀚蓝环境制氢项目的正式投产,标志着瀚蓝环境成功将餐厨处理、沼气制氢、加氢服务、环卫及收运车氢能化运营等产业和环节打通,真正实现氢气“制、加、输、用”一体化模式。
沼气制氢项目与南海固废处理环保产业园紧密相连
场景丰富
产业链拓宽及技术创新前景广阔
氢能源产业链顶层设计持续推进。在国家提出双碳目标背景下,2021年3月出台的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确提出,将氢能列为前沿科技和产业变革重要领域,谋划布局一批未来产业。
现阶段,氢能产业正处于我国战略性新兴产业发展风口期,佛山市是国内较早发展氢能产业的城市之一,目前已集聚超百家氢能企业和机构,先发优势和产业集群优势明显。佛山市已成为了燃料电池汽车示范应用广东省城市群的牵头城市,拥有扎实的氢能产业基础。
在2023世界氢能技术大会(WHTC2023)上,佛山市南海区被授予“中国氢能产业之都”称号。经过十多年持续深耕布局,南海区氢能产业链趋于完善,氢能基础设施、车辆推广应用全国领先,是全国氢能多元商业化应用场景的集聚地。该区集聚的氢能产业企业和机构,涵盖氢气生产储运及设备研制、燃料电池及系统、核心材料与部件、整机研发制造、产品检测及设备研制、标准制定、人才培养等8大环节,具有国内自主知识产权的氢能产业链条,形成了以佛山仙湖实验室为塔尖的金字塔式的创新生态,成为国内氢能产业链最为完整、示范场景最为丰富、配套设施最为完备、政策体系最为完善的县级区域之一。
当前,南海区正在全力进击“中国氢能产业第一区”,努力打造国际知名的自主氢能技术先行地、高端氢能产业集聚地、先进氢能社会示范区。瀚蓝环境可再生能源(沼气)制氢项目所处位置具有氢能产业链的丰富用氢场景以及技术探索创新的先天优势,实现了资源效益最大化,社会综合成本最小化。
“一方面,通过公司自身产业的协同,具备制氢原料获得便利性及产业链协同优势,有效提升固废产业园资源综合利用效率和价值,减少土地资源占用。另一方面,制氢项目具备价格和供应优势,有助于解决本地氢气供应短缺和成本高的痛点,进一步促进氢能产业链的市场化,有助于推进氢能源汽车推广应用,促进佛山市乃至全国氢能产业发展。”瀚蓝环境相关负责人表示,制氢项目还能实现碳减排,并有望通过碳减排交易放大经济效益,助力国家双碳目标实现。
接下来,瀚蓝环境将高标准运营可再生能源(沼气)制氢项目,探索关键技术的突破,进一步提高运营效率,发挥减污降碳协同效应,促进能源、固废等产业协同发展、资源综合利用,为氢能发展注入新动力,推动实现碳达峰碳中和及“无废城市”建设目标,助力我国构建清洁低碳安全高效的能源体系。
来源/《环境》杂志,作者:李汉龙 钟艳婷
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