Tiongkok: pemimpin dalam produksi uap hidrogen? 

Ketika mereka berbicara tentang revolusi hidrogen, semua orang langsung ingat elektrolisis dan “hijau?” hidrogen. Dan tentang steam reforming metana (SMR) - seolah-olah baru kemarin, kotor dan tidak menarik. Namun kenyataannya, jika Anda melihat volume dan biaya sebenarnya, memang demikianproduksi uap hidrogentetap menjadi tulang punggung seluruh industri. Dan di sini Tiongkok bukan sekadar pemain, melainkan platform pengembangan teknologi yang kemudian mengejutkan dunia. Ada banyak keributan mengenai proyek-proyek baru, namun hanya sedikit orang yang menggali lebih dalam: bagaimana sebenarnya cara kerjanya, di mana kendalanya dan mengapa ada “terobosan”? Apakah instalasi diam-diam mengumpulkan debu di gudang?

Bukan “jika”, tapi “bagaimana”: mengapa PCM masih menjadi dasar

Secara teori, semuanya sederhana: Anda mengambil metana dan uap, memanaskannya, dan mendapatkan hidrogen dan CO2. Dalam praktiknya, ada lusinan nuansa yang menentukan apakah suatu pabrik akan menguntungkan atau merugikan. Poin kuncinya adalah sumber metana. Tiongkok secara historis bergantung pada gas batu bara, oleh karena itu hal ini menjadi spesifik. Pengalaman menunjukkan bahwa menyesuaikan katalis dan mode terhadap komposisi metana tambang batu bara yang tidak stabil merupakan sebuah seni. Banyak teknologi Barat datang ke sini dan secara harfiah “tersedak.” Kami harus beradaptasi, seringkali melalui trial and error.

Di sini, misalnya, adalah kisah sebuah proyek di Shanxi. Kami membeli unit reformasi Eropa yang mahal. Dan setelah enam bulan - sederhana. Katalis cepat dinonaktifkan karena adanya pengotor dalam gas yang tidak termasuk dalam spesifikasi. Insinyur lokal kemudian menghabiskan enam bulan mengerjakan sistem pra-perawatan dengan menggabungkan adsorben. Ini berhasil, tetapi tenggat waktu dan anggaran terlewat. Ada puluhan kasus serupa. Ini adalah “praktik” yang tidak ada dalam laporan para analis.

Tren saat ini adalah integrasi PCM dengan sistem penangkapan karbon (CCS). Ini bukan hanya sekedar produksi lagihidrogen abu-abu, namun sebuah langkah menuju rendah karbon. Ada beberapa percontohan seperti itu di Tiongkok, misalnya, di kompleks petrokimia di Ningxia. Secara teknologi sulit dan mahal, namun prosesnya sedang berlangsung. Dan sekali lagi, tanpa pengalaman luas dalam PCM dasar, sistem hybrid seperti itu tidak dapat dibangun.

Peralatan dan perangkat keras: di mana letak kepemimpinan sebenarnya

Kepemimpinan tidak hanya ditentukan oleh tonase. Hal ini terletak pada kemampuan untuk membuat dan menskalakan peralatan utama. Reaktor, tungku konversi, penukar panas adalah unit tempat proses utama berlangsung. Pabrikan Tiongkok sekitar sepuluh tahun yang lalu mencapai tingkat yang baik dalam pembuatan unit reformasi skala besar. Harga, tentu saja, menjadi kartu truf utama. Namun kini, melihat proyek-proyeknya, terlihat jelas bahwa ini bukan lagi soal harga.

Ambil contoh, tungku radiasi untuk pembentukan uap. Sebelumnya, 3 perusahaan global teratas memiliki hak paten utama dan solusi terbaik. Kini perusahaan engineering asal Tiongkok menawarkan desainnya dengan tingkat efisiensi yang tidak kalah. Rahasia? Pengalaman luas dalam lingkungan yang keras dan iterasi yang cepat. Kami menemukan masalah dengan pemanasan tabung yang tidak merata - setahun kemudian kami memperkenalkan konfigurasi burner dan sistem kontrol baru. Ini adalah kecepatan umpan balik, yang di ?makan? pasar sulit dibayangkan.

Perlu disebutkan di sini lembaga desain yang menjadi pendorong lokalisasi ini. Salah satu contoh yang mencolok adalahChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Ini bukan hanya kantor dengan juru gambar. Lembaga ini, yang berbasis pada perusahaan teknologi Huaxi, dengan modal terdaftar 120 juta yuan, beroperasi sebagai integrator. Mereka mengambil teknologi kimia dasar dan “menyempurnakannya”. ke “perangkat keras” tertentu dan sistem kontrol proses otomatis untuk pabrik tertentu. Peran mereka sering kali tertinggal di belakang layar, namun tanpa kaitan tersebut tidak akan ada implementasi dan adaptasi yang cepat.

Teka-teki bahan mentah: dari batu bara hingga APG dan sebaliknya

Perdebatan kepemimpinan terjadi pada bahan mentah. Klasik - batu bara. Namun masa depannya diragukan karena masalah lingkungan. Sejauh ini, banyak proyek baru di Xinjiang atau Mongolia Dalam yang masih berbasis gas batubara. Namun, yang lebih menarik adalah mengamati tren lain – penggunaan gas minyak bumi terkait (APG).

Di ladang di Shaanxi atau di rak, sering kali ada pilihan: menyalakan APG atau mencari kegunaannya. Adalah logis untuk membangun kompleks kimia dengan instalasi PCM di dekatnya. Namun komposisi APG tidak stabil, ditambah lagi ada kendala transportasi. Saya melihat satu proyek di mana mereka ingin memasang modul reformasi uap bergerak langsung di lapangan. Idenya brilian: meminimalkan kerugian. Namun kenyataannya ada masalah dengan pembersihan bahan mentah - modul tersumbat, sering terjadi penghentian. Proyek ini dibekukan. Kegagalan seperti itu juga merupakan bagian dari perjalanan.

Eksperimen saat ini sedang dilakukan dengan aliran pencampuran: APG + gas alam cair + gas dari lapisan batubara. Hal ini memungkinkan untuk menstabilkan komposisi di pintu masuk instalasi. Secara teknologi sulit, namun jika berhasil, hal ini akan memberikan fleksibilitas yang sangat besar dan memungkinkan penggunaan sumber daya yang sebelumnya tidak berguna atau habis. Di sinilah generasi berikutnya teknologi Tiongkok bisa lahirproduksi hidrogen.

Katalis: dapur sendiri

Inti dari proses ini adalah katalisnya. Untuk waktu yang lama, pasar terbagi oleh beberapa raksasa internasional. Produk mereka dapat diandalkan, tetapi mahal dan tidak selalu optimal untuk bahan baku Tiongkok. Sekitar 5-7 tahun yang lalu, ledakan pembangunan lokal dimulai. Tidak semuanya berhasil. Saya ingat salah satu akademi ilmu pengetahuan di tingkat provinsi memuji katalisnya yang didasarkan pada media murahan. Hasil luar biasa di laboratorium. Di pabrik percontohan - hilangnya aktivitas setelah 1000 jam. Alasannya adalah jumlah sulfur dalam uap yang sangat kecil, yang tidak dimodelkan di laboratorium.

Namun kini situasinya berubah. Pemain besar, seperti Sinopec atau CNPC, memiliki pusat penelitian sendiri yang melakukan pengembangan “untuk diri mereka sendiri”. Mereka tidak berusaha menjual katalis secara eksternal, namun menciptakan produk yang sangat kompetitif untuk kebutuhan internal. Kartu truf utama mereka adalah data. Mereka memiliki informasi dari lusinan instalasi yang beroperasi selama bertahun-tahun. Mereka mengetahui bagaimana katalis akan berperilaku selama fluktuasi tekanan dan selama penghentian pemeliharaan. Ini adalah pengetahuan yang tidak bisa dibeli.

Hal yang menarik adalah katalis nikel. Standar untuk PCM. Pabrikan Cina telah belajar untuk membuatnya tidak hanya murah, tetapi juga dengan sifat tertentu: meningkatkan ketahanan terhadap penggumpalan atau racun tertentu. Ini bukan lagi peniruan, tapi kustomisasi agar sesuai dengan kebutuhan industri nasional. Dan ini adalah argumen serius dalam perbincangan tentang kedaulatan teknologi dalam topik hidrogen.

Integrasi ke dalam sistem energi: hidrogen sebagai penstabil

Pemikiran terbaru dan tidak jelas. Hidrogen dari PCM tidak hanya menjadi bahan baku amonia atau kilang saja. Ini mulai dianggap sebagai elemen dari sistem energi yang besar. Di Tiongkok, terdapat masalah dengan pembangkitan sumber energi terbarukan yang tidak merata di bagian barat negara tersebut. Kelebihan energi angin secara teori dapat digunakan untuk elektrolisis, namun saat ini biayanya mahal.

Alternatifnya adalah dengan menggunakan surplus ini secara tidak langsung dan bukan secara langsung. Misalnya, untuk pengoperasian kompresor, sistem penerangan dan kontrol pada pabrik steam reforming yang sama. Atau untuk menghasilkan uap yang dibutuhkan untuk reaksi. Hal ini mengurangi jejak karbon pada produk akhir. Pernahkah Anda melihat konsep “hibrida”? pembangkit listrik tenaga angin di Gansu: sebagian uapnya berasal dari pembangkit uap listrik yang ditenagai energi angin, sebagian lagi dari ketel uap tradisional. Penyeimbangan beban adalah tugas yang berat bagi para ahli teknologi, namun mereka mengacaukannya.

Tren ini masih dalam tahap awal, namun menunjukkan adanya pergeseran paradigma.Produksi uap hidrogentidak lagi menjadi proses yang terisolasi “di dalam pipa?” dan menjadi bagian dari kelompok energi-kimia yang lebih kompleks. Dan dalam kemampuan untuk mengintegrasikan dan membangun simbiosis yang kompleks, Tiongkok mungkin tidak ada bandingannya hanya karena skala dan jumlah fasilitas yang sedang dibangun. Di sini Anda belajar dengan cepat, karena tidak ada tujuan - Anda perlu menyelesaikan masalah nyata di sini dan saat ini, dan bukan di dunia "hijau" yang indah. masa depan.