老侯漫谈：垃圾制氢——“一举多得”的新兴技术

8月18日，科技部等九部门联合印发《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030年）》。《方案》提出：研发可再生能源高效低成本制氢技术、大规模物理储氢和化学储氢技术、大规模及长距离管道输氢技术、氢能安全技术等；探索研发新型制氢和储氢技术。

同期，鹏博士研究院发布了最新一期研究简 ，重点关注了《垃圾制氢——经济性、减碳性兼备的再生资源新方向》。氢能是国家双碳目标实现的重要支撑，也是鹏博士未来发展的重要领域，今天我们请到了鹏博士研究院负责人侯兴泽，为我们解读“垃圾制氢”这一课题。

PART ONE

主持人：垃圾制氢为什么会成为业界关注的新方式？有哪些特点和优势？

老侯：垃圾制氢，是一个“变废为宝”的技术，国内外都在积极开展研究。这个技术在欧洲已经应用近20年了，起初是为了应对城市垃圾治理的全球化难题。

（国外某垃圾填埋场，图源：Pixabay）

目前在我国主要通过填埋或者燃烧的方式进行处理。垃圾作为燃料时，燃烧过程中会产生大量热能，这些热能将会进行二次利用。采用这种方式会产生极易造成环境二次污染的化合物、重金属及飞灰，不仅对垃圾处理厂选址要求严苛，还会大量占用土地资源、甚至污染环境。

垃圾制氢技术，主要有两大优势：

第一，重金属等有毒有害物质经过超高温处理后，可以实现无公害的玻璃化，不会产生二次污染；

第二，垃圾原料在1600℃高温下，有机物将直接气化成合成气体，通过洗涤分离和储存，可以避免产生飞灰。

按照现在最新的技术能力，垃圾制氢过程产生的排放量仅为欧洲标准的20%，对于环境保护有着很好的效用；而在这一过程中，除了能够产生绿色氢气之外，还会产生大量伴生物，这些伴生物也有着广泛的应用场景。

PART TWO

主持人：能否为我们简单介绍一下，垃圾制氢技术的应用发展现状？

老侯：国内现在已有多个城市正在开展垃圾制氢试点，如北京、上海、武汉等，这些大型城市的垃圾日产量很高，且土地稀缺。

从单一成本来看，垃圾制氢的成本将高于垃圾焚烧处理。它需要达到1600℃的高温燃烧环境，想要达到这个温度需要用到纯氧、空气分离机及以为其供给能源的天然气，温度环境达到标准后，固体垃圾才能转化、分离，因此成本会高很多。

我们国家的垃圾处理水平还需要提升，现有城市垃圾的含水量大、热值低，无法达到垃圾制氢的理论最大值，即每天燃烧400吨垃圾，一年输出48万2氢气。

图源：Pixabay

PART THREE

主持人：目前，国内正在推进垃圾分类制度，垃圾制氢对原料有怎样的要求？

老侯：当然是热值越高越好。从垃圾制氢角度来讲，除去水分含量过高的，对于原料没有特殊的要求。高温环境下，有机物和无机物进一步实现分离，重金属被玻璃状物质包裹，有效避免了对土壤和水源的二次污染。

PART FOUR

主持人：请您为大家介绍一下当前主流的垃圾制氢的技术有哪些？未来发展趋势如何？

老侯：除了我们上面讲的技术之外，国际上还有一些其他技术，诸如：等离子体辅助气化、沼气制氢、分布式模块化发电、移动喷射水平气化等等。

在未来发展方面，我认为垃圾制氢在氢能源产业中的占比有限，但综合价值很高，是一种值得推广的新技术。说它占比有限，主要是由于其成本相较于其他制氢技术相对较高，产能也有限，特别是伴随着电解水制氢的普及，其成本得以快速下降，同时单位产能也远高于垃圾制氢。

从全局上看，垃圾制氢技术的收益更加广泛：

1、它可以有效协助解决城市生活垃圾处置这一世界性难题，获得部分政府补贴；

2、对于已经深埋地下的生活垃圾，可以直接进行利用，可以减少垃圾填埋对土壤和水源的污染；

3、在制氢过程中产生的大量伴生物，如干冰、玻璃体等，可以进行二次利用，创造额外收益；

4、也是最重要的一点，它解决了垃圾填埋占用土地资源的问题，预计可以有效腾退大量土地资源，可产生难以估量的经济价值。

伴随着国家新能源战略的不断落地，一系列助推氢能产业发展的政策性文件也在不断出台，越来越多的企业将目光投向了这一领域。垃圾制氢，作为一种新型的制氢技术，同时也是一种生活垃圾处理技术，正逐渐受到关注和重视。