氢气制备新路径！现代集团拟用沼气大规模生产清洁氢气

近日，现代集团旗下现代工程建设公司（Hyundai E&C）签署了一份谅解备忘录。该协议旨在展示相关系统。未来两年，利用SL公司生产的沼气，该系统每天可生产216公斤绿色氢气，足以为现代公司34辆氢燃料电池电动汽车Nexo充电。

该项目将由现代汽车公司、起亚公司、现代E&C公司和Sudokwon垃圾填埋场管理公司（SL公司）共同实施。汽车制造商将为催化反应过程建立一个综合系统。现代E&C公司将负责开发制氢过程中的气体分离技术。SL公司将研究沼气预处理技术，提供研究设施和沼气原料。

据悉，该公司计划在未来两年内将食物垃圾处理过程中产生的沼气转化为绿色氢气。示范系统计划每天生产216公斤绿色氢气，这足以为超过34辆NEXOs（现代燃料电池电动汽车）提供动力。

自2021年以来，韩国现代集团便大举押宝氢能源，目前除汽车制造外，现代汽车集团还涉足钢铁、建筑、物流、金融、IT和服务等领域。该集团称，其示范工厂将为利用生物气大规模制氢提供机会，为建立绿色氢生态系统和碳中和做出贡献。

环保+低成本

随着能源安全与产业转型变化升级，氢能产业的地位日渐显现，而作为氢能利用最理想的形态，绿氢是未来氢能发展的主要方向。绿氢是指通过光电、风电等可再生能源电解水制氢，制氢过程不会产生温室气体，也被称为“零碳气体”。

绿氢制备的技术绿线有多种，包括碱性水电解技术(ALK)、阳离子交换膜水电解技术(PEM)、固体氧化物水电解技术(SOEC)、阴离子交换膜电解水技术(AEM)，以及光化学水解、热化学水解、生物质重整、微生物电解槽在内的一系列制氢技术。

在一众绿氢制取的技术路线中，垃圾制氢显得十分小众，但因技术的发展以及拥有着生产氢气的同时能够解决垃圾焚烧的优点，近年来接触垃圾制氢的企业也不断增加。

垃圾制氢是在处理垃圾的过程中，直接对其进行热解气化，获得氢气。

垃圾制氢技术将固废和清洁能源耦合，既解决“垃圾围城”的城市市政问题，又解决城市清洁能源不足的问题。垃圾制氢工艺类似于煤气化制氢，主要工艺装置包括垃圾气化、脱硫、合成气压缩、PSA提氢、制氢装置及公用工程系统。

与传统的化石能源制氢相比较，生活垃圾制氢的碳排放显然更低，环保效益更为显著。餐厨垃圾制氢项目不断推出，经济性+减碳性兼备的再生资源新方向。而垃圾制氢并非只有环保唯一一个可取之处，从经济成本上来看，垃圾制氢同样拥有优势。

垃圾制氢的经济性评价包括制氢成本、设备折旧、税金、人工以及各项税费、合理利润等。

目前，在控制每千克氢气生产成本在合理的原材料价格和电价的区间前提下，各种技术路线制取氢气的成本大致如下：煤制氢约12元/千克，天然气、石脑油、重油、甲醇制氢约17元/千克，工业副产氢回收提纯21元/千克，电解水制氢约30元/千克，其中PEM电解水制氢成本可达50元/千克。

抛去垃圾处理补贴后，生活垃圾制备高纯氢气的总生产成本约为28.74元/千克，（其中合成气净化、制备高纯氢工段氢气的制备成本为14.94元/千克，在垃圾气化工段，纯氢制造成本为13.80元/千克。）

而未来，垃圾制氢的成本会随着垃圾处理的补贴进一步下降，制备绿氢的成本优势同样显著。

国内垃圾制氢项目盘点

近年来国内外企业也开始逐渐接触垃圾制氢这一新的技术路径，以下是第一元素网整理的近年来国内外垃圾制氢项目盘点；

2019年9月，湖北氢阳新能源控股有限公司、三环集团有限公司、中国五环工程有限公司达成“高环保超高温城市垃圾转化制氢油项目”合作协议，项目采用纯氧燃烧、超高温气化的方式处理城市垃圾，所产生氢气可满足1000辆氢燃料电池大巴日常使用。

2020年，格拉茨科技大学(TU Graz)的研究人员在过程工程师维克托·哈克(Viktor Hacker)的带领下，与格拉茨的初创公司Rouge H2 Engineering一起，提出了一种分散制氢的可持续过程，即所谓的“化学循环制氢法(chemical-looping hydrogen method)”

该研究成果获得了多个奖项，并建成了一个紧凑的现场按需制备氢气工厂，可以从沼气、生物质或天然气中生产氢气。

2021年9月，东方锅炉与重庆市潼南区签订了垃圾发电耦合制氢及氢能示范项目合作意向书，建成后有望成为我国首个垃圾制氢产业化示范项目。

2022年3月，瀚蓝环境宣布年内将在佛山市南海区建设餐厨垃圾制氢项目，以餐厨垃圾和渗滤液产生的沼气以及绿色工业服务中心铝灰处理项目中的富氢气体作为原料气，设计年处理沼气2400吨，产氢气2200吨，减少碳排放量100万吨。

2022年5月，城康氢碳新材料宣布在湖北省襄阳市投建“垃圾制氢+碳资源化”绿氢绿碳工厂，采用城市垃圾资源化制沼气、沼气资源化制氢固碳的两阶段反应方式，设计年处理城市固废30万吨，减少碳排放35万吨，年产高纯度绿氢550吨、炭黑1650吨，预计年内建成。

这也是全球首个“垃圾制氢+碳资源化”绿氢绿炭工厂。城康氢碳新材料在湖北襄阳投建“垃圾制氢+碳资源化”绿氢绿碳工厂，预计于年内建成

2023年1月，中国化学开创首座垃圾制氢加氢一体站的先河，投建的常温常压有机液体储氢加注一体化装置在上海金山碳谷绿湾举行开车仪式。

2023年2月， 国内首个生物制氢发电项目启动试运行，此项目包括制氢、提纯、加压、发电、交通场景应用、发酵液综合利用等六大系统。

其中，制氢环节以农业废弃秸秆、园林绿化废弃物、餐厨垃圾、高浓有机废水等为发酵底物，以高效厌氧产氢菌种作为氢气生产者，在处理废弃物的同时回收大量的清洁能源氢，可以避免化石能源制氢过程中对环境的污染，从源头上控制二氧化碳排放。

项目依托于中国工程院任南琪院士团队关于生物制氢的最新科研成果，集合氢蓝时代、工大环境、龙江环保在智慧氢能解决方案、创新技术研发成果转化及系统集成、环保技术示范应用与推广等方面的优势，通过示范工程推广产业应用，抢占生物制氢发电综合应用领域技术及市场的先机和制高点。

2023年5月，瓦尔登技术集团旗下城康团队在甲烷催化裂解制氢技术方面取得新突破，有机垃圾制绿碳、绿氢中试生产线成功投运。

2023年8月，东方锅炉宣布氢能全产业链应用技术示范园即将亮相，该园区集中展示了以光伏发电制取绿氢、以垃圾与生物质制取“超级绿氢”的多种绿色高效制氢技术与装备系统，其中垃圾和生物质制氢是业界首个示范应用。

2023年6月，丰田汽车公司、丰田通商株式会社和三菱化工机株式会社将合作在泰国用沼气生产氢气。即将推出的沼气制氢设备将由三菱制造，并于2023年11月在泰国完成安装，安装后的设备将利用当地鸡粪和食物垃圾产生的沼气生产氢气。

此前，英国曼彻斯特污水产生的沼气将作为原料，用于生产氢气和石墨烯。该项目由 Levidian 公司和联合公用事业公司（United Utilities）合作开展。英国能源安全和零净能源部通过氢能 BECCS 创新竞赛为该项目提供了 300 万英镑（约合 380 万美元）的资助，

西班牙计划在马德里开设全国第一家使用再生水的绿色氢工厂，且预计将于2024年在平托镇的Arroyo Culebro Cuenca Media Alta废水处理设施投入运营。该工厂由西班牙首都马德里的水资源管理公司Canal de Isabel II负责建造。

该项目的初始年产能约为80000公斤氢气，且因多种原因备受瞩目。首先，它将利用再生水并通过电解法进行额外处理来生产氢气。马德里政府表示，这将是西班牙规模最大的、利用再生水的绿色氢工厂。