甲醇制氢，如何撬动氢能产业
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。尤其在碳达峰碳中和目标下，氢能产业发展迎来机遇期。
今年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，以实现“双碳”目标为总体方向，明确了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，提出构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，积极引导合成甲醇行业由高碳工艺向低碳工艺转变。
氢能作为高效低碳的能源载体、绿色清洁的工业原料，在交通、工业、建筑、电力等多领域拥有丰富的落地场景，未来有望快速发展。然而，如同多年前初露萌芽的电动汽车一样，处在刚刚起步阶段的氢能产业，仍面临着诸多技术、法规、公众认知度等方面的挑战和困难。不过，存在未知的能源蓝海同样也充满了先机。在国内，很多行业机构、企业学校和创业团队都将目光锁定在了氢能领域，努力为这一新兴产业“添柴加火”。
首套量产型分布式甲醇制氢-加氢一体站（200kg/日）在工厂下线并完成装机启动运行。
日前，位于青岛市的全国首座分布式甲醇制氢—加氢一体示范站累计运行满一年，首套量产型装备在阳氢集团下线，并完成装机启动运行，即将投放全国市场。该型装备采用集装箱撬装式的模块化形态，可快速推进分布式加氢站投放和现有加油加气站的油气氢合建升级，且终端用氢成本降低了50%，为氢能产业链中游氢储运和加氢站发展提供了新思路。
新风口：甲醇重整制氢
世界能源结构正面临深刻调整，氢能已成为各国未来能源战略的重要组成部分。自2020年“双碳”目标提出后，我国氢能产业热度持续攀升。
党的二十大报告指出，要积极稳妥推进碳达峰碳中和，立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动，深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用，加快规划建设新型能源体系，积极参与应对气候变化全球治理。
中国煤炭工业协会数据显示，2021年中国年制氢产量约3300万吨，同比增长32%，成为目前世界上最大的制氢国。国际主要能源机构预测，到2050年，氢能产量将达到5亿至8亿吨，氢能在全球能源的占比，有望从目前的约0.1%上升到2050年12%以上。
氢能产业链较长，主要包括上游制氢、中游氢储运和加氢站，以及下游多元化的应用场景。目前主要的制氢方式包括化石燃料制氢、工业副产制氢和电解水制氢等三类。从长期来看，电解水制氢是未来最有发展潜力的绿色氢能生产方式，但目前受制于技术门槛和较高的成本，实现大规模应用还有待时日。
不少业界专家学者认为，甲醇来源丰富，既可以来自传统化工行业，也可以通过可再生能源制备获得，且在存储运输方面可以完全复用目前的化石燃料的供应链，整体的社会建设成本更低。甲醇重整制氢是现阶段氢能产业发展的一个“新风口”。
中国科学院副院长、院士张涛曾表示，“绿色甲醇能量密度高，是理想的液体能源储运方式。利用可再生能源发电制取绿氢，再和二氧化碳结合生成方便储运的绿色甲醇，是通向零碳排放的重要路径。”在他看来，绿色甲醇作为能源转化中枢，能够在碳足迹全流程上解决能源的清洁性问题，并起到拓展氢能应用产业链、降低碳排放、实现碳利用等一举多得的效果。
中科院大连化物所太阳能研究部主任、院士李灿将甲醇重整制氢比作“液态阳光”。他认为，利用这项技术可将太阳能等可再生能源储存在甲醇中，提供了一条发电—（特）高压输电之外的可再生能源储存和运输的新模式，是可再生能源转化为各种化学能的枢纽，作为完成碳中和目标的重要路径。
“甲醇是目前最好的制氢材料。”澳大利亚国家工程院外籍院士、南方科技大学清洁能源研究院院长刘科多次公开表示，甲醇是把燃料电池的高效性和液体燃料的好处，两者结合起来，这是未来氢能的一个方向。
新技术：制氢加氢一体站
在青岛，甲醇重整制氢技术已经走出实验室，以甲醇储氢为“支点”，氢能产业链中游正在发生新变化。
作为全国首座投入运营的分布式甲醇制氢—加氢一体示范站，阳氢集团80kg/日制氢—加氢一体示范站的运行情况备受关注，为国内加氢站选择低成本供氢技术提供了应用示范。
阳氢集团位于城阳区的柔性工厂。
在位于城阳区的阳氢集团柔性工厂内可以看到，由两个20尺标准集装箱柜组合成的分布式氢气站格外显眼，别看占地面积不到100平方米，这里却可以完成从甲醇重整制备、纯化、加注氢气的全过程。“去年7月开始生产设备，当年10月投入运营。初步测算，一年多来，示范站制氢总量约25吨，每制取1公斤氢气消耗仅1.3度电，远低于目前电解水制氢的60度电，实现高效率、低能耗制氢。”阳氢集团总经理吴泳表示。
氢有4个鲜明特征，即体积能量密度最低的物质、最小的分子、最容易泄漏、有最宽的爆炸范围。这些特性使得传统站外运氢加氢站的运营存在一定安全风险，同时大幅提高储氢运氢成本及基础设施建设成本，仅运费一项开销，每公斤氢气从制备完成到最终送达消费者，其中的运输成本就在25元以上。与之相比，甲醇常温常压下即为液态，储氢密度高，储运成本极低，甲醇站内重整制氢省去了氢气储运环节，氢气即产即用，做到用氢不运氢，从源头解决用氢安全难题，降低终端用氢成本。
阳氢集团甲醇氢能技术体系，整合了成立于1996年成立的美国IdaTech公司（现H2 PowerTech LLC公司）和加拿大巴拉德公司的“定置型甲醇燃料电池备载电源事业部”。作为甲醇氢能行业的先行者，在全球布局甲醇重整制氢发电技术专利400余项、累计投入研发资金6亿美元。集团拥有成熟的研发创新体系、新能源服务及运营体系、专业的甲醇重整制氢及纯化专利体系，聚焦甲醇重整制氢、氢能发电、氢能载具三大生态场景。
“经过一年的运营，示范站为项目市场化发展积累了有效数据和丰富经验，目前城阳柔性工厂已具备整站交付年均50套的产能，首套量产型装备200kg/日制氢—加氢一体站已经下线，完成装机启动运行。吴泳介绍，200kg制氢—加氢一体站生产订单已排满明年上半年，该产品将主要投放山东、内蒙古、广东、安徽等地。制氢—加氢一体站在用氢安全性、终端成本、场地规划等方面比普通加氢站更有优势，目前主要用于保障各类实验室和工业用高纯度供氢、氢能重型道路车辆站内供氢、氢能叉车农机等非道路装备用氢、氢能无人机和氢能摩托等轻型载具用氢。在青岛，目前主要依托青岛地铁氢能渣土车场景、氢能二轮车场景配套相关制氢加氢装备。
新未来：开拓国际市场
在氢能产业技术中，甲醇重整制氢、制氢—加氢一体站仍属于新兴研究领域，但正逐步得到政策层面的认可与支持。
2021年10月印发的《“十四五”全国清洁生产推行方案》，提出大力推进重点行业清洁低碳改造，实施二氧化碳耦合制甲醇降碳工程。2022年3月印发的《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，提出构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，积极引导合成甲醇行业由高碳工艺向低碳工艺转变。在此期间，山东、广东、上海、河北等多个省市接连出台“站内制氢”配套地方政策、标准。
2022年6月，青岛市发改委将阳氢集团申报的“模块化甲醇制氢加氢技术”“10MW甲醇重整制氢热电联供系统”纳入青岛市节能低碳重点技术推广目录（第五批）名单。其中，甲醇重整制氢热电联供系统集成了甲醇重整制氢、燃料电池发电、余热回收、电力变换等装置，实现发电的同时对外提供热力输出，综合效率可以达到75%以上。
2022年10月，山东省能源局发布的《山东省能源领域新技术、新产品、新设备目录（2022年度）》名单内，明确将阳氢集团“模块化甲醇制氢加氢系统（平台）”列入其中。
“模块化甲醇站内制氢加氢系统”正是刚刚下线的量产装备200kg/日制氢—加氢一体站。该系统比化工厂装备小型化的甲醇站内制氢技术路线综合能耗降低20%以上，将甲醇重整制氢、氢气纯化、氢气加注模块化集成，大幅缩短加氢站建设周期至3个月内，占地面积相比传统加氢站减少80%以上，终端用氢成本不到40元/kg。”吴泳表示，阳氢集团甲醇重整制氢及氢气纯化技术成熟稳定、国际领先，完全具备国际市场开拓能力，并已经在全球30多个国家开展相关技术装备业务。未来，集团将围绕甲醇站内制氢—加氢、甲醇氢能热电联供、氢能轻型载具、燃油车氢能除碳等核心技术产品，根据不同国家的实际需求提供产品及解决方案，以点带面，不断扩大业务深度、广度。
对比光伏、风电产业，氢能产业链条更长，技术要求更高，受制于氢气来源、用氢安全、终端成本等瓶颈，目前氢能应用更多局限于公交、重卡等商用交通场景，商业模式单一，不利于氢能产业的快速健康发展。阳氢集团甲醇制氢—加氢一体站的量产下线为氢能产业发展打开新思路，将推动氢能在交通、储能、发电、工业、建筑等领域的多元化、规模化、市场化应用，阳氢集团能否借助先发优势持续为产业发展带来更领先的产品和解决方案，值得期待。
