中国：蒸気水素生産のリーダー？ 

水素革命について話すとき、誰もがすぐに電気分解と「グリーン?」を思い出します。水素。そして、メタンの水蒸気改質（SMR）については、まるで昨日のことのように、汚くて面白くありません。しかし実際には、実際の量とコストを見ると、蒸気水素製造業界全体のバックボーンであり続けます。そしてここで中国は単なるプレイヤーではなく、世界を驚かせる技術が開発されるプラットフォームでもある。新しいプロジェクトについては多くの喧騒がありますが、それが実際にどのように機能するのか、落とし穴はどこにあるのか、なぜ「画期的な出来事」があるのか​​など、深く掘り下げる人はほとんどいません。倉庫内で設置物が静かに埃をかぶっていますか?

「もし」ではなく「どのように」: PCM が依然として基礎となる理由

理論的には、すべてが単純です。メタンと蒸気を取り出し、加熱して、水素と CO2 を取得します。実際には、プラントが儲かるのか、それとも破滅するのかを決定する微妙な違いが何十もあります。重要なポイントはメタンの発生源です。中国は歴史的に石炭ガスに依存してきたため、その特殊性が指摘されている。炭鉱メタンの不安定な組成に合わせて触媒とモードを調整することは、総合的な技術であることが経験からわかっています。多くの西側テクノロジーがここに来て、文字通り「窒息」しました。多くの場合、試行錯誤を繰り返しながら、適応する必要がありました。

たとえば、ここに山西省のあるプロジェクトの物語があります。私たちはヨーロッパ製の高価な改質ユニットを購入しました。そして6か月後 - シンプルです。仕様に含まれていないガス中の不純物により、触媒がすぐに失活してしまいました。その後、地元のエンジニアが 6 か月をかけて、吸着剤を組み合わせた前処理システムの開発に取り組みました。それはうまくいきましたが、期限と予算は守られませんでした。そのようなケースは数十件あります。これこそが、アナリストのレポートには載っていない「実践」なのです。

現在のトレンドは、PCM と炭素回収システム (CCS) の統合です。もはや単なる制作ではありません灰色の水素、しかし低炭素への一歩。中国では、たとえば寧夏回族自治区の石油化学コンビナートなど、こうしたパイロットがいくつか存在する。技術的に難しく高価ですが、そのプロセスは進行中です。また、基本的な PCM に関する豊富な経験がなければ、そのようなハイブリッド システムを構築することはできません。

機器とハードウェア: 本当のリーダーシップはどこにあるのか

リーダーシップはトン数だけで決まるわけではありません。それは、主要な機器を作成および拡張する能力にあります。反応器、変換炉、熱交換器は、主要なプロセスが行われるユニットです。中国メーカーは約10年前、大規模改質装置の製造において良好なレベルに達していた。もちろん、価格が主要な切り札でした。しかし今、プロジェクトを見てみると、それが単なる価格の問題ではないことは明らかです。

たとえば、水蒸気改質用の輻射炉を考えてみましょう。以前は、世界トップ 3 企業が重要な特許と最良のソリューションを持っていました。現在、中国のエンジニアリング会社は、劣らない効率レベルの設計を提供しています。秘密？過酷な環境での豊富な経験と迅速な反復。私たちはチューブの加熱が不均一であるという問題を発見しました。1 年後、新しいバーナー構成と制御システムを導入しました。これは「連邦政府」におけるフィードバックの速度です。市場を想像するのは難しい。

ここで、このローカリゼーションの原動力となった設計機関について言及する価値があります。印象的な例の 1 つは、成都宜之科技有限公司 (https://www.yzkjhx.ru）。ここは製図者がいるだけの事務所ではありません。この研究所はテクノロジー企業Huaxiを母体とし、登録資本金は1億2000万元で、インテグレーターとして運営されている。彼らは基本的な化学技術を採用し、それを「微調整」します。それは、特定のプラントの特定の「ハードウェア」および自動プロセス制御システムに適用されます。彼らの役割は舞台裏にあることが多いですが、そのようなつながりがなければ、迅速な実装も適応もありません。

原料パズル: 石炭から APG へ、そしてその逆へ

リーダーシップに関する議論は、最終的には原材料に行き着きます。クラシック - 石炭。しかし、環境問題によりその将来性は疑わしい。これまでのところ、新疆や内モンゴルにおける多くの新規プロジェクトは依然として石炭ガスに基づいている。しかし、別の傾向、つまり随伴石油ガス (APG) の使用を観察することの方が興味深いです。

陝西省のフィールドや棚の上では、多くの場合、APG をフレアするか、その用途を見つけるかという選択肢がありました。近くに PCM 施設を備えた化学複合施設を建設するのは論理的です。しかし、APG の組成は不安定であり、さらに輸送の問題もあります。私が見たプロジェクトでは、移動式水蒸気改質モジュールを現場に直接設置したいと考えていました。損失を最小限に抑えるというアイデアは素晴らしいです。しかし実際には、原材料の洗浄に問題があり、モジュールが詰まり、停止が頻繁に起こりました。プロジェクトは凍結されました。そういった失敗も旅の一部です。

現在、APG + 液化天然ガス + 石炭層からのガスの混合流による実験が進行中です。これにより、インスタレーション入口での構図を安定させることが可能となる。技術的には難しいですが、成功すれば大きな柔軟性が得られ、これまで役に立たなかった、または無駄になっていたリソースを使用できるようになります。次世代の中国テクノロジーがここで生まれる可能性がある水素製造.

触媒: 自分のキッチン

プロセスの中心は触媒です。長い間、市場は複数の国際的な大手企業によって分割されていました。同社の製品は信頼性がありますが、高価であり、中国産の原材料に必ずしも最適であるとは限りません。 5～7年ほど前から地方開発ブームが始まりました。それらすべてが成功したわけではありません。ある地方の科学アカデミーが安価なメディアに基づいてその触媒を賞賛したのを覚えています。実験室で優れた結果が得られました。パイロット プラントでは、1000 時間後に活動が失われます。その理由は、蒸気中に微量の硫黄が含まれていることですが、これは実験室ではモデル化されていませんでした。

しかし今、状況は変わりつつあります。 Sinopec や CNPC などの大手企業は、「独自に」開発を行う独自の研究センターを持っています。彼らは触媒を外部に販売しようとはしていませんが、内部のニーズに合わせて非常に競争力のある製品を開発しています。彼らの主な切り札はデータです。彼らは、長年にわたって数十の稼働施設からの情報を持っています。彼らは、圧力変動中やメンテナンス停止中に触媒がどのように動作するかを知っています。これはお金では買えない知識です。

興味深い点はニッケル触媒です。 PCMの規格。中国の製造業者は、単に安いだけでなく、固化や特定の毒物に対する耐性を高めるなど、特定の特性を備えた製品を製造することを学んだ。これはもはやコピーではなく、国家産業のニーズに合わせてカスタマイズされています。そしてこれは、水素の話題における技術主権に関する会話における深刻な議論です。

エネルギーシステムへの統合: 安定剤としての水素

最新かつ自明ではない考え。 PCM から得られる水素は、アンモニアや精製所の原料だけではありません。それは大規模なエネルギーシステムの要素として考慮され始めています。中国では、西部の再生可能エネルギーによる発電量が不均一であることが問題となっている。理論的には、余剰の風力エネルギーを電気分解に使用できますが、これは現時点では高価です。

別の方法は、これらの余剰を直接ではなく間接的に使用することです。たとえば、同じ水蒸気改質プラントのコンプレッサー、照明、制御システムの操作などです。あるいは、反応に必要なまさに蒸気を生成します。これにより、最終製品の二酸化炭素排出量が削減されます。 「ハイブリッド」という概念をご存知ですか？甘粛省の工場: 蒸気の一部は風力エネルギーを利用した電気蒸気発生器から、一部は従来のボイラーから発生します。技術者にとって負荷分散は大変な仕事ですが、彼らはそれに苦労しています。

この傾向はまだ初期段階にありますが、パラダイムシフトを示しています。水蒸気水素の製造「パイプ内」の孤立したプロセスではなくなる？そして、より複雑なエネルギー化学クラスターの一部になります。そして、複雑な共生を統合し構築するこの能力においては、単純に建設中の施設の規模と数の理由から、中国には匹敵するものがないかもしれない。ここでは、どこにも行くところがないので、すぐに学ぶことができます。美しい「緑の」世界ではなく、今ここで本当の問題を解決する必要があります。未来。