面對化石能源枯竭的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),新能源的開發(fā)正成為當(dāng)今世界科技領(lǐng)域的一個熱門話題。其中,氫能源被認(rèn)為最有希望成為替代化石能源的主角。基于我國作為世界第一大焦炭生產(chǎn)國和焦?fàn)t氣浪費(fèi)嚴(yán)重的事實(shí),有專家提出,用焦?fàn)t氣制氫有可能成為我國開發(fā)氫能源的新途徑。
氫屬于二次能源,只能由其它能源轉(zhuǎn)化得到。目前國內(nèi)工業(yè)制氫的途徑主要有化石燃料制氫(包括煤制氫、天然氣重整制氫等)、工業(yè)副產(chǎn)氫(包括焦?fàn)t煤氣、氯堿副產(chǎn)氫等)、水電解制氫等,潛在的制氫方法有水電站的棄水(故意放掉不發(fā)電的水)、煤層氣、生物制氫、光催化制氫、生物質(zhì)制氫等。
專家認(rèn)為,在目前共存的多項(xiàng)氫氣生產(chǎn)技術(shù)中,焦?fàn)t氣生產(chǎn)氫氣有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn):焦?fàn)t氣由于原始含氫量就高達(dá)55%,可單憑變壓吸附法就將其高效分離出來,制氫成本低,只相當(dāng)于電解水制氫成本的1/4~1/3;焦?fàn)t氣所含的大量碳?xì)浠衔锟蓱?yīng)用重整技術(shù)轉(zhuǎn)化為氫氣;改變了焦?fàn)t氣作為燃料使用的效率低下和環(huán)境污染狀況。以山西焦炭產(chǎn)業(yè)為例,如果把焦?fàn)t氣中的氫分離出來,其價值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于焦炭的價值。另外,我國焦?fàn)t氣浪費(fèi)嚴(yán)重,每年約有400億立方米的焦?fàn)t氣被排放或“點(diǎn)天燈”,在污染環(huán)境的同時,造成稀缺資源的極大浪費(fèi)。因此,用焦?fàn)t氣制氫不失為焦?fàn)t氣綜合利用的一個有效途徑。
據(jù)介紹,焦?fàn)t氣是煤焦化過程得到的可燃?xì)怏w,焦?fàn)t氣中氫的含量在50%以上,每煉1噸焦炭,約產(chǎn)生200立方米的焦?fàn)t氣。目前,焦?fàn)t氣生產(chǎn)氫能技術(shù)在國外和國內(nèi)已有成功先例。日本新日鐵公司于2004年3月在其川崎分公司進(jìn)行了世界上首例焦?fàn)t氣生產(chǎn)液態(tài)氫的論證性試驗(yàn),其目的是驗(yàn)證日本經(jīng)濟(jì)部、商業(yè)部及工業(yè)部氫能及燃料電池計(jì)劃的可行性,其產(chǎn)量為0.2噸/天高純度液態(tài)氫,可供應(yīng)40~60輛燃料電池車。國內(nèi)方面,目前在武鋼、本鋼、鞍鋼等已建有多套1000立方米/小時、純度為99.999%的焦?fàn)t煤氣變壓吸附制氫裝置,其中投產(chǎn)運(yùn)行時間最長的一套已達(dá)8年。同濟(jì)大學(xué)等承擔(dān)的“863”電動汽車重大專項(xiàng)燃料電池轎車項(xiàng)目(整車)2006年1月通過科技部專家組驗(yàn)收,采用的燃料氫氣全部由焦?fàn)t氣純化而成,自主研發(fā)的氫燃料電池轎車'超越3號'平均每輛樣車已經(jīng)安全運(yùn)行1.5萬公里。
據(jù)了解,由于世界焦炭生產(chǎn)主要集中在中國,因此焦?fàn)t氣制氫在國際上沒有得到足夠的重視,但最近利用焦?fàn)t氣制氫已引起歐盟相關(guān)人士的很大興趣。可以預(yù)見,在即將到來的清潔能源時代,焦?fàn)t氣有望成為未來主要的氫氣供應(yīng)源。