（阮并元 摘譯）

（張琪 摘譯）

（阮并元 摘譯）

未來幾年清潔氫能將迅速發(fā)展

據(jù)報(bào)道，雖然預(yù)計(jì)2022 年氫能僅增長(zhǎng)1%，但由于石油價(jià)格受到政治等因素影響波動(dòng)頻繁，對(duì)于價(jià)格平穩(wěn)的能源需求增長(zhǎng)顯著，因此氫能前景仍被看好。但目前氫氣價(jià)格高昂，應(yīng)用受限。國(guó)際氫能委員會(huì)認(rèn)為，如果企業(yè)和政府加大投資，2030 年氫能將降低50%成本?？諝猱a(chǎn)品公司表示，目前清潔氫能成本難以與灰氫競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)還需要更多政府政策支持。未來綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)需要每年為油氣補(bǔ)貼 5 000～6 000億美元。

歐洲綠色協(xié)議、加拿大清潔燃料標(biāo)準(zhǔn)以及拜登政府“重建更好未來”法案等將投入大筆資金，改變生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)模式并建立清潔氫能需求。韓國(guó)將推動(dòng)公共電力公司使用氨和化石燃料混合物發(fā)電，目標(biāo)是2050年完全使用氨發(fā)電。預(yù)計(jì)2050年韓國(guó)氫氣需求將增加至2 790萬噸，遠(yuǎn)高于2021年的22萬噸。

2021年已有超過130個(gè)大型清潔氫氣項(xiàng)目陸續(xù)公布，共計(jì)約360 座大規(guī)模生產(chǎn)裝置。雖然多數(shù)項(xiàng)目尚未進(jìn)入最終投資決定階段，國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)計(jì)2030年清潔氫氣產(chǎn)量將達(dá)1 100萬噸，比2020年增加了64%，比2019年增加了450%。預(yù)計(jì)2030年氫能領(lǐng)域投資將達(dá)5 000 億美元。業(yè)內(nèi)人士表示，未來五年將全面轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃饽茉础?/p>

全球清潔氫能均顯現(xiàn)出強(qiáng)勁增長(zhǎng)趨勢(shì)，超過30個(gè)國(guó)家頒布了具體氫能發(fā)展策略。歐洲仍是新興氫經(jīng)濟(jì)領(lǐng)導(dǎo)者。中國(guó)宣布了53 項(xiàng)大規(guī)模清潔氫能項(xiàng)目，投資總額高達(dá)1 800 億。空氣產(chǎn)品公司作為全球領(lǐng)先制氫企業(yè)，將在加拿大、美國(guó)、沙特建造幾十億規(guī)模生產(chǎn)裝置。Monolith 材料公司近期獲得了美國(guó)能源部的100 億美元貸款，用于擴(kuò)大清潔氫能發(fā)展。Woodside能源公司計(jì)劃在澳大利亞、塔斯馬尼亞島以及俄克拉何馬州建設(shè)氫氣生產(chǎn)裝置。

IHS Markit表示，預(yù)計(jì)2025年前全球氫氣消耗量年增長(zhǎng)率將達(dá)到3.4%，同時(shí)2025 年綠氨增長(zhǎng)率將比2022 年增加79%。東北亞、北美和中東將成為氫氣消耗主要地區(qū)，預(yù)計(jì)每年氫氣消耗量分別為 3 330億、1 550億和1 300億立方米。盡管2050年清潔氫將獲得數(shù)萬億投資金額，但大多數(shù)生產(chǎn)裝置都將在至少五年后開始投產(chǎn)。預(yù)計(jì)2028年許多大型蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化裝置將投產(chǎn)。業(yè)內(nèi)人士表示，即使工業(yè)界投資了上百億美元，但清潔氫能仍具有巨大風(fēng)險(xiǎn)。

（阮并元 摘譯）

沙比克將重點(diǎn)關(guān)注綠色發(fā)展

據(jù)報(bào)道，沙特計(jì)劃2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和，沙比克（Sabic）計(jì)劃2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和。沙比克執(zhí)行副總裁Fageeh表示，公司正在為實(shí)現(xiàn)碳中和采取系列措施。沙比克20多年來一直收集二氧化碳并在化學(xué)制造中再利用，最近建造了全球最大二氧化碳工廠，每年收集約50萬噸的二氧化碳用于氨和甲醇的生產(chǎn)。沙比克、林德和巴斯夫合作開發(fā)蒸汽裂解爐電氣化，將減少90%以上的碳排放。同時(shí)，沙比克的英國(guó)Wilton工廠是歐洲第二大乙烯工廠，年產(chǎn)量為86.5萬噸，目前工廠正進(jìn)行將氫氣作為裂解爐燃料的大型項(xiàng)目。

沙比克是歐洲化學(xué)回收領(lǐng)域的先驅(qū)，公司在荷蘭建造了一座裂解工廠，將廢棄聚合物轉(zhuǎn)化為裂解油用于裂解裝置，公司整體戰(zhàn)略也涉及可再生能源。沙比克西班牙的聚碳酸酯（PC）工廠以可再生能源為基礎(chǔ)，擁有26.3萬塊太陽能電池板，可產(chǎn)生100 兆瓦太陽能，是歐洲最大工業(yè)可再生能源發(fā)電廠，預(yù)計(jì)2024年將投產(chǎn)。

2019年沙比克印度和泰國(guó)工廠安裝了太陽能電池板，減少了200 噸的溫室氣體排放。同時(shí)，沙比克與?？松梨诤腺Y成立了美國(guó)墨西哥灣沿岸增長(zhǎng)風(fēng)險(xiǎn)投資公司（GCGV），GCGV計(jì)劃與合作伙伴福建石化在福建省建設(shè)一座150 萬噸/年的裂解裝置，包括PC、乙二醇、聚乙烯和聚丙烯的下游裝置。目前沙比克正在天津建設(shè)一座新PC 工廠。沙比克目標(biāo)是2025年為其全球工廠安裝4吉瓦的風(fēng)能或太陽能，2030年增加到12吉瓦。

Sabic 最近負(fù)責(zé)沙特阿美化工業(yè)務(wù)，2021 年接管了沙特阿美所有化工產(chǎn)品的營(yíng)銷，包括來自沙特Sadara 和Petro Rabigh 合資企業(yè)、馬來西亞的Pengerang煉油和石化以及韓國(guó)的S-Oil。除了環(huán)境、社會(huì)和治理（ESG）的環(huán)境部分，治理是沙比克關(guān)注的重要領(lǐng)域，沙比克是中東唯一一家在治理方面持有認(rèn)證的公司。CFI將沙比克評(píng)為2020年中東ESG 表現(xiàn)最佳公司。沙比克擁有9 946 項(xiàng)專利，其中一些捐贈(zèng)給了其它組織。特種化學(xué)品是沙比克最穩(wěn)定的化工產(chǎn)品領(lǐng)域之一，也是沙特2030年向下游和特種業(yè)務(wù)發(fā)展支柱之一。

（張琪 摘譯）

氫氣生產(chǎn)工藝、環(huán)境影響與成本（一）

據(jù)報(bào)道，由于氫氣比化石燃料具有潛在環(huán)境優(yōu)勢(shì)，氫氣作為未來能源載體日益受到關(guān)注。氫氣燃燒形成水，不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放。目前，氫氣主要用于石化產(chǎn)品和化工制品的原料，例如生產(chǎn)氨氣、精煉石油和其它化學(xué)品。

灰氫通過化石燃料（例如煤炭、石腦油、液化石油氣和天然氣）生產(chǎn)。藍(lán)氫通過化石燃料和碳捕集、利用與封存技術(shù)結(jié)合生產(chǎn)。藍(lán)綠氫是甲烷在高溫?zé)o氧條件下的裂解產(chǎn)物，二氧化碳被轉(zhuǎn)化為炭黑，炭黑可用于生產(chǎn)輪胎、戶外塑料電纜等。當(dāng)使用可再生能源時(shí)，炭黑是碳中性的。綠氫通過可再生能源（例如太陽能光伏發(fā)電、水力發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電）電解水生產(chǎn)。隨著目前新型綠氫生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)，未來綠氫價(jià)格將大幅降低，擠壓灰氫和藍(lán)氫市場(chǎng)份額。

在綠氫價(jià)格大幅降低前，天然氣仍將用于生產(chǎn)灰氫和藍(lán)氫，尤其是在天然氣儲(chǔ)備充足和基礎(chǔ)設(shè)施完善的地區(qū)。事實(shí)上，由于甲烷具有較高氫碳比，二氧化碳排放相對(duì)較少，化石燃料天然氣仍是目前氫氣生產(chǎn)的最主要來源。工業(yè)規(guī)模天然氣產(chǎn)氫技術(shù)主要包括蒸汽甲烷轉(zhuǎn)化（SMR）、部分氧化（POX）和自熱轉(zhuǎn)化（ATR）。目前使用最廣泛和成本最低技術(shù)為SMR。天然氣和水蒸汽通過鎳基催化使天然氣中甲烷分解為一氧化碳和氫氣。目前全球約50%的氫氣生產(chǎn)技術(shù)為SMR。

天然氣生產(chǎn)灰氫通過SMR 技術(shù)，天然氣與水蒸汽在高溫（800～1 000℃）和壓力（15～40 barg）條件下，通過鎳/三氧化二鋁催化劑進(jìn)行高吸熱反應(yīng)（1），反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣。通過水煤氣轉(zhuǎn)化（WGS）反應(yīng)（2），部分一氧化碳與水蒸汽反應(yīng)，產(chǎn)生更多氫氣和二氧化碳。

反應(yīng)器出口的氣體成分由反應(yīng)（1）和（2）的平衡決定。在某些情況下，將二氧化碳添加到天然氣中以通過干燥甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)提高合成氣產(chǎn)率：

二氧化碳可以來自外部，或從酸性氣體去除步驟回收，通常位于蒸汽轉(zhuǎn)化爐的下游。由于天然氣源中可能存在的重質(zhì)氣體裂解形成的煙灰，SMR將受到熱焦化過程的不利影響，在催化劑和轉(zhuǎn)化爐內(nèi)部的部件以及下游裝置上的煙灰沉積將導(dǎo)致操作 問題。

SMR 催化劑如果存在碳沉積將帶來嚴(yán)重危險(xiǎn)，由于煙灰堆積區(qū)域，通過催化管壁傳遞熱量將不會(huì)被蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)（3）吸收，且管壁材料過熱（形成熱點(diǎn)）將影響過程操作。通過在SMR 上游部署絕熱預(yù)轉(zhuǎn)化步驟可抵消煙灰形成。重質(zhì)烴蒸汽轉(zhuǎn)化（反應(yīng)（4））可以在相對(duì)較低溫度下進(jìn)行，同時(shí)不會(huì)形成煙灰。

CnHm＋nH2O?nCO＋（n＋m/2）H （4）

除了預(yù)轉(zhuǎn)化爐外，通過采用2.5∶1～5∶1 的蒸汽與進(jìn)料比（遠(yuǎn)大于反應(yīng)（1）建議的比例）和在反應(yīng)器中采用短停留時(shí)間防止煙灰形成反應(yīng)堆。水煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。提高操作溫度，化學(xué)平衡向左移動(dòng)，剩余二氧化碳越來越多被吸熱轉(zhuǎn)化反應(yīng)（3）消耗。

蒸汽轉(zhuǎn)化爐蒸汽轉(zhuǎn)化爐由對(duì)流段和輻射段組成，其中過程蒸汽與源自輻射段的熱煙氣進(jìn)行加熱，輻射段主要通過輻射向化學(xué)系統(tǒng)提供熱量。轉(zhuǎn)化爐輻射部分發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，由許多高鉻和鎳合金制成的催化反應(yīng)管組成，在裝有多個(gè)燃燒器的火箱中成排排列。

在頂部，管道由彈簧系統(tǒng)支撐，保持牽引力，避免管材因溫度引起爬流。在底部，催化反應(yīng)管通過設(shè)計(jì)用于吸收熱膨脹的尾纖，與襯有耐火材料的集管連接。在對(duì)流段，空氣、天然氣和蒸汽對(duì)來自輻射段的熱煙氣進(jìn)行預(yù)熱。燃燒器釋放約50%的熱量傳遞到此過程中，大部分剩余熱量通過預(yù)熱反應(yīng)物和過熱中壓或高壓蒸汽回收。

離開蒸汽轉(zhuǎn)化爐的過程氣體的溫度大于800℃，氣體熱量可用于蒸汽轉(zhuǎn)化爐下游的廢熱鍋爐（WHB），產(chǎn)生高壓蒸汽。SMR鎳催化劑易受硫影響。因此，在天然氣進(jìn)入管道之前，必須通過脫硫裝置清除原料中硫物質(zhì)，使原料中總硫含量低于0.2 mg/m3。