科创中国
化学链制氢技术
发布时间: 2023-09-01
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
绿色化工
成果介绍
在“双碳”背景下，我国氢气需求量预期会持续增长。目前我国氢气年产量约为3300万吨，预计2030年增至3715万吨，2060年增至约***亿吨，产业链年产值约12万亿元。
然而，传统制氢路线难以实现碳排放和经济性的平衡。目前全球96%以上的氢气来自于传统化石燃料（“灰氢”），虽然成本较低，但碳排放量巨大；利用化石燃料制氢的同时进行CCUS可获得 “蓝氢”，但受制于CCUS技术发展，总体成本较高；利用可再生能源制造的“绿氢”规避了碳排放问题，是氢能发展的最终归宿，但目前在技术、模式、成本等方面都需要进一步探索和发展。
化学链制氢是一种新兴绿色制氢技术，以金属基载氧体为中介，借助电子和氧的晶格内迁移，将燃料的氧化还原反应解构为还原、蒸汽氧化、空气氧化三个阶段，在不同阶段分别产出纯 H2 和 CO2。
王伟教授团队基于此构建了“生物质废物制取负炭绿氢工艺”“可燃垃圾/工业固废制取蓝氢工艺”“钢铁灰渣高值资源利用耦合原位产氢氢冶炼工艺”等工艺系统，为市政和传统工业行业提供经济可行的“脱碳”路径。
成果亮点
1、本技术生产过程清洁，不产生NOx、二噁英等污染物；
2、可原位内分离CO2直接供给CCUS；
3、原料广泛，可利用沼气、填埋气、煤层气、低品位天然气、热解气、石油气等直接产出负炭绿氢或蓝氢；
4、进一步利用废塑料、渣油、蜡油、石油焦等，从而嵌入固废利用、炼油和石化、煤化工、钢铁等工艺过程，实现相应产业的低碳重构。
团队介绍
本技术由环境学院王伟教授课题组研发，郝吉明院士担任团队首席科学顾问。核心经营团队拥有工学博士3名，正高级工程师1名、高级工程师2名。
郝吉明院士，清华大学环境学院教授、博士生导师，能源与环境领域资深专家，中国工程院院士、美国国家工程院外籍院士，科技部城市生物质燃气产业技术创新战略联盟理事长。致力于中国空气污染控制研究40余年，先后主持全国酸沉降控制规划与对策研究，划定酸雨和二氧化硫控制区，被国务院采纳实施，为确定中国酸雨防治对策起到了主导作用；建立了城市机动车污染控制规划方法，推动中国机动车污染控制的进程；深入开展大气复合污染特征、成因及控制策略研究，发展了特大城市空气质量改善的理论与技术方法，推动中国区域性大气复合污染的联防联控。发表学术论文200余篇，获国家发明专利14项。
王伟教授，清华大学环境学院教授、博士生导师，固体废物能源化利用领域知名专家，科技部城市生物质燃气产业技术创新战略联盟副理事长。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”军民两用技术应用产业服务团 (中国兵工学会) 评价时间：2023-09-08
刘爱华
南京理工大学
副院长
综合评价
该成果构建了“生物质废物制取负炭绿氢工艺”“可燃垃圾/工业固废制取蓝氢工艺”“钢铁灰渣高值资源利用耦合原位产氢氢冶炼工艺”等工艺系统，对传统制氢行业有一定的引领性作用，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，但该市场很快会出现多种技术路线，产品竞争会很激烈。
本技术是一项应用广阔的平台性技术，可以在市政、钢铁、化工等多个传统工业部门应用，市场前景广阔。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，符合当前“双碳”背景下的政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。
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