垃圾制氫成為“潮流”？制氫成本有望低至1.39美元/kg

6月8日，南加州燃氣有限公司(SoCalGas)發布消息稱，獲得了加州能源委員發放的75萬美元補貼，用于開發新型制氫系統，該制氫系統有望以1.39美元的成本制取氫氣。

眾所周知，目前較為常見制氫方式包括可再生能源電解水制氫（綠氫）和化石燃料制氫（灰氫）以及蒸汽甲烷重整制氫（藍氫），但除此之外還有個相對十分“小眾”的制氫方式——“垃圾制氫”，顧名思義，這種制氫方式是在處理垃圾的過程中，直接對其進行熱解氣化，獲得氫氣。

南加州燃氣公司將以模塊化制氫技術創新為基礎，創建一個可再生電力驅動的系統，將垃圾填埋場，廢水處理廠或奶牛場的沼氣用作原料制取氫氣。該示范系統預計將于2023年開始測試，每天生產五公斤低碳或負碳氫。此外，SoCalGas希望通過該制氫設備，實現在較低的工作溫度而無需燃燒運行，從而減少高達95%的碳排放。

SoCalGas清潔能源創新副總裁Neil Navin表示：“這個項目將通過開發一種方法以降低制氫成本，實現大規模生產負擔得起的可再生氫氣，與此同時也提供一種幫助我們減少碳排放的重要工具，從而幫助我們更接近凈零排放。”

日前，相關學者曾根據行業氫氣成本模型的計算方法計算天然氣制氫、煤制氫以及電解水制氫的氫氣成本，結果如下：

表1天然氣制氫和煤制氫的氫氣成本分析

圖片來源：化工進展

表2 電解水制氫成本核算

圖片來源：化工進展

據有關媒體報道，綠氫制氫成本在十四五時將可降至14元/kg，有行業專家認為當加氫成本低于20元/kg時，氫能汽車加氫成本將低于汽油成本。長久來看，我國以可再生能源發電制氫為主，綠氫平均綜合成本有望降至10元/kg。

近年來，越來越多的國家開始布局商業化垃圾制氫，據了解到，包括中國、英國、美國、日本、法國等國家。并且隨著制氫成本的降低，垃圾制氫很可能成為“潮流”。

日前，日本汽車制造商豐田、工業氣體生產商巖谷徹和工程設計公司JGC宣布，將合作研究塑料垃圾制氫技術，推動可持續氫經濟發展。

此外，英國政府也曾公布過一項資助計劃，將提供500萬英鎊作為初期資金，支持高等院校、科研機構以及初創企業進行新技術研發，發展可回收生物質制氫和垃圾制氫。并表示，垃圾制氫這項技術不僅能降低大氣中的二氧化碳濃度，更能為交通、重工業這些脫碳困難的領域提供減碳支持，幫助英國達成氣候目標。

早在2019年成立的美國加州的Ways2H公司也在研發氫氣生產系統，使用的原料垃圾品種有很多，包括木屑、城市垃圾、污水、污泥、醫療垃圾、飛機運營和乘客產生的垃圾，這些都能變成氫氣，1噸的垃圾可生產出40～50公斤的氫氣。并且該公司還和Element 2合作，計劃在英國建立40座垃圾制氫站。

今年2月，一家美國的氫氣生產和儲存解決方案公司H2 Industries Inc.宣布已獲得開發1GW液態有機氫載體(LOHC)氫樞紐的初步批準，這將是目前全球最大的垃圾制氫項目。該項目利用專有技術制造綠色氫氣，利用有機廢物作為能源生產的原料，同時捕獲二氧化碳(CO2)并將其商業化，實現碳中和。建成后，該氫氣工廠每年將處理400萬噸有機廢棄物和不可回收塑料，以目前綠色氫生產的一半的成本每年產出30萬噸綠色氫氣。

另外，法國巴黎也已經規劃了一座垃圾制氫工廠，計劃氫氣產能為500千克/天，預計到今年年底正式投產。

中國也在這“小眾”的制氫領域中當起了“先鋒”，據悉，2021年9月，東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司與重慶市潼南區人民政府簽訂了垃圾發電耦合制氫及氫能示范項目合作意向書，將環保和氫能結合到一起，建成后有望成為中國首個商業化垃圾制氫示范項目。

2022年4月2日消息，今年年內，城康氫碳新材料科技有限公司將在湖北省襄陽市建成全球首個“垃圾制氫+碳資源化”綠氫綠炭工廠。該項目是全球首個采用“城市垃圾資源化制沼氣－沼氣資源化制氫固碳－加氫站”工藝建設的綠氫綠炭工廠示范項目。該項目成功將污泥與餐廚合并處置、制沼氣、沼氣制氫，制氫過程同步固碳生產炭黑、石墨、石墨烯，最終實現綠氫服務于氫燃料電池車等三個產業（垃圾固廢無害化、碳資源化、制氫加氫一體化）和十幾個關鍵技術環節連通，形成可復制的基于城市垃圾的綠氫制、加、用一體化聯產聯供的全產業鏈模式，助力氫能產業發展。

該項目總投資近12億元，分兩期完成。第一期投資總額超過6億元，建成投運后每年可以為當地無害化處置城市固廢30萬噸, 減少碳排放35萬噸，同時還擁有了年產550噸高純度綠氫、1650噸炭黑的產能，可為襄陽市的氫能燃料車提供充足的綠氫能源。

隨著氫能產業的發展，綠氫漸漸成為各國能源轉型重要組成部分，低碳清潔氫必將迎來大規模應用需求，基于此，垃圾制氫的應用場景也將日漸清晰，迎來更好的發展前景。