الصين: قادة في إنتاج الهيدروجين بالبخار؟ 

عندما يتحدثون عن ثورة الهيدروجين، يتذكر الجميع على الفور التحليل الكهربائي و"الأخضر؟" هيدروجين. وحول الإصلاح البخاري للميثان (SMR) - كما لو كان بالأمس، قذرًا وغير مثير للاهتمام. ولكن في الواقع، إذا نظرت إلى الأحجام والتكاليف الحقيقية، فهي كذلكإنتاج الهيدروجين بالبخاريبقى العمود الفقري للصناعة بأكملها. وهنا لا تعد الصين مجرد لاعب، بل هي منصة يتم فيها تطوير التقنيات التي تفاجئ العالم بعد ذلك. هناك الكثير من الضجيج حول المشاريع الجديدة، لكن القليل من الناس يتعمقون أكثر: كيف تعمل في الواقع، وأين المزالق، ولماذا يتم تحقيق بعض "الاختراقات"؟ هل المنشآت تتجمع بهدوء الغبار في المستودعات؟

ليس "إذا"، بل "كيف": لماذا لا يزال PCM هو الأساس

من الناحية النظرية، كل شيء بسيط: تأخذ الميثان والبخار، وتسخينهما، وتحصل على الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. في الممارسة العملية، هناك العشرات من الفروق الدقيقة التي تحدد ما إذا كان المصنع سيكون مربحا أو مدمرا. النقطة الأساسية هي مصدر الميثان. لقد اعتمدت الصين تاريخياً على غاز الفحم، ومن هنا جاءت الخصوصية. لقد أظهرت التجربة أن تعديل المحفز والأنماط ليناسب التركيبة غير المستقرة لميثان الفحم الموجود في مناجم الفحم هو فن كامل. لقد جاءت العديد من التقنيات الغربية إلى هنا و"اختنقت" حرفيًا. كان علينا أن نتكيف، غالبًا من خلال التجربة والخطأ.

هنا، على سبيل المثال، قصة أحد المشاريع في شانشي. لقد اشترينا وحدة إصلاح أوروبية باهظة الثمن. وبعد ستة أشهر - بكل بساطة. يتم إلغاء تنشيط المحفز بسرعة بسبب وجود شوائب في الغاز غير متضمنة في المواصفات. بعد ذلك، أمضى المهندسون المحليون ستة أشهر في العمل على نظام المعالجة المسبقة، الذي يجمع بين المواد الماصة. لقد نجح الأمر، ولكن تم تفويت المواعيد النهائية والميزانية. هناك العشرات من هذه الحالات. وهذه هي "الممارسة" ذاتها التي لا توجد في تقارير المحللين.

الاتجاه الحالي هو دمج PCM مع أنظمة احتجاز الكربون (CCS). لم يعد الأمر مجرد إنتاج بعد الآنالهيدروجين الرماديولكنها خطوة نحو انخفاض الكربون. هناك العديد من هؤلاء الطيارين في الصين، على سبيل المثال، في مجمع البتروكيماويات في نينغشيا. إنها عملية صعبة ومكلفة من الناحية التكنولوجية، لكن العملية جارية. ومرة أخرى، بدون خبرة واسعة في PCM الأساسية، لا يمكن بناء مثل هذه الأنظمة الهجينة.

المعدات والأجهزة: حيث تكمن القيادة الحقيقية

يتم تحديد القيادة ليس فقط عن طريق الحمولة. إنه في القدرة على إنشاء المعدات الرئيسية وتوسيع نطاقها. المفاعلات وأفران التحويل والمبادلات الحرارية هي الوحدات التي تتم فيها العمليات الرئيسية. وصل المصنعون الصينيون منذ حوالي عشر سنوات إلى مستوى جيد في تصنيع وحدات الإصلاح واسعة النطاق. وبطبيعة الحال، كان السعر هو الورقة الرابحة الرئيسية. لكن الآن، بالنظر إلى المشاريع، فمن الواضح أن الأمر لم يعد مجرد مسألة سعر.

خذ على سبيل المثال الأفران المشعة لإصلاح البخار. في السابق، كانت أكبر ثلاث شركات عالمية تمتلك براءات الاختراع الرئيسية وأفضل الحلول. والآن تقدم الشركات الهندسية الصينية تصميماتها بمستويات كفاءة ليست أقل شأنا. سر؟ خبرة واسعة في البيئات القاسية والتكرار السريع. لقد وجدنا مشكلة في التسخين غير المتساوي للأنابيب - وبعد عام قدمنا ​​تكوينًا جديدًا ونظام تحكم للموقد. هذه هي سرعة ردود الفعل، والتي في؟ تغذية؟ من الصعب تخيل الأسواق.

ومن الجدير بالذكر هنا معاهد التصميم التي أصبحت المحرك لهذا التوطين. أحد الأمثلة اللافتة للنظر هوتشنغدو Yizhi التكنولوجيا المحدودة (https://www.yzkjhx.ru). هذا ليس مجرد مكتب مع الرسامين. ويعمل المعهد، الذي يعتمد على شركة التكنولوجيا هواشي، برأس مال مسجل قدره 120 مليون يوان، كمعهد متكامل. إنهم يأخذون التكنولوجيا الكيميائية الأساسية ويقومون بـ "ضبطها". إلى "أجهزة" محددة وأنظمة التحكم في العمليات الآلية لمصنع معين. وكثيراً ما يظل دورها وراء الكواليس، ولكن بدون مثل هذه الروابط لن يكون هناك تنفيذ سريع ولا تكيف.

لغز المواد الخام: من الفحم إلى APG والعودة

يقتصر النقاش حول القيادة على المواد الخام. كلاسيكي - الفحم. لكن مستقبلها موضع شك بسبب القضايا البيئية. وحتى الآن، لا تزال العديد من المشاريع الجديدة في شينجيانغ ومنغوليا الداخلية تعتمد على غاز الفحم. ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام ملاحظة اتجاه آخر - وهو استخدام الغاز النفطي المصاحب (APG).

في الحقول في شنشي أو على الرف، كان هناك غالبًا خيار: إشعال APG أو العثور على استخدام له. من المنطقي بناء مجمع كيميائي مع تركيب PCM قريب. لكن تكوين APG غير مستقر، بالإضافة إلى وجود مشكلات في النقل. لقد رأيت أحد المشاريع حيث أرادوا تركيب وحدة إصلاح بخارية متنقلة مباشرة في الميدان. الفكرة رائعة: تقليل الخسائر. ولكن في الواقع، كانت هناك مشكلة في تنظيف المواد الخام - فقد أصبحت الوحدة مسدودة، وكانت حالات التوقف متكررة. تم تجميد المشروع. ومثل هذه الإخفاقات هي أيضًا جزء من الرحلة.

تجري حاليًا تجارب على تدفقات الخلط: APG + الغاز الطبيعي المسال + الغاز من طبقات الفحم. هذا يجعل من الممكن تثبيت التركيبة عند مدخل التثبيت. إنه أمر صعب من الناحية التكنولوجية، ولكن إذا نجح، فإنه سيوفر مرونة هائلة ويسمح باستخدام الموارد التي كانت عديمة الفائدة أو المحترقة في السابق. وهنا يمكن أن يولد الجيل القادم من التكنولوجيا الصينيةإنتاج الهيدروجين.

المحفزات: مطبخ خاص

قلب العملية هو المحفز. لفترة طويلة، تم تقسيم السوق بين العديد من الشركات العالمية العملاقة. منتجاتها موثوقة ولكنها باهظة الثمن وليست دائمًا مثالية للمواد الخام الصينية. منذ حوالي 5-7 سنوات، بدأت طفرة في التنمية المحلية. لم تكن جميعها ناجحة. أتذكر أن إحدى أكاديميات العلوم الإقليمية أشادت بمحفزها القائم على وسائل الإعلام الرخيصة. نتائج ممتازة في المختبر. في مصنع تجريبي - فقدان النشاط بعد 1000 ساعة. والسبب هو وجود كميات مجهرية من الكبريت في البخار، والتي لم يتم تصميمها في المختبر.

ولكن الآن الوضع يتغير. لدى اللاعبين الكبار، مثل سينوبك أو CNPC، مراكز أبحاث خاصة بهم تقوم بإجراء التطوير "لأنفسهم". إنهم لا يسعون إلى بيع المواد الحفازة خارجيًا، بل يسعون إلى إنشاء منتجات تنافسية للغاية لتلبية الاحتياجات الداخلية. ورقتهم الرابحة الرئيسية هي البيانات. لديهم معلومات من العشرات من المنشآت العاملة على مدى سنوات عديدة. إنهم يعرفون كيف سيتصرف المحفز أثناء تقلبات الضغط وأثناء توقف الصيانة. هذه هي المعرفة التي لا يمكن شراؤها.

نقطة مثيرة للاهتمام هي محفزات النيكل. معيار PCM. لقد تعلم المصنعون الصينيون أن يصنعوها ليس فقط رخيصة الثمن، بل أيضًا بخصائص محددة: زيادة المقاومة للتكتل أو بعض السموم. ولم يعد هذا مجرد نسخ، بل تخصيص ليناسب احتياجات الصناعة الوطنية. وهذه حجة جدية في الحديث عن السيادة التكنولوجية في موضوع الهيدروجين.

التكامل في نظام الطاقة: الهيدروجين كمثبت

الفكر الأحدث وغير الواضح. الهيدروجين الناتج عن PCM ليس مجرد مادة خام للأمونيا أو المصافي. لقد بدأ اعتباره عنصرًا في نظام طاقة كبير. وفي الصين، هناك مشكلة تتعلق بالتوليد غير المتكافئ من مصادر الطاقة المتجددة في غرب البلاد. يمكن نظريًا استخدام طاقة الرياح الزائدة في التحليل الكهربائي، لكن هذا مكلف حاليًا.

والبديل هو استخدام هذه الفوائض بشكل غير مباشر وليس بشكل مباشر. على سبيل المثال، لتشغيل الضواغط وأنظمة الإضاءة والتحكم في نفس مصانع إصلاح البخار. أو لإنتاج البخار اللازم للتفاعل. وهذا يقلل من البصمة الكربونية للمنتج النهائي. هل رأيت مفهوم "الهجين"؟ مصنع في قانسو: جزء من البخار يأتي من مولدات البخار الكهربائية التي تعمل بطاقة الرياح، وجزء آخر من الغلايات التقليدية. تعتبر موازنة التحميل مهمة شاقة بالنسبة للتقنيين، لكنهم يعبثون بها.

ولا يزال هذا الاتجاه في بداياته، لكنه يظهر تحولا نموذجيا.إنتاج الهيدروجين بالبخارلم تعد عملية معزولة "في الأنبوب؟" ويصبح جزءًا من مجموعة طاقة كيميائية أكثر تعقيدًا. وفي هذه القدرة على التكامل وبناء التعايش المعقد، قد لا يكون لدى الصين مثيل ببساطة بسبب حجم وعدد المرافق قيد الإنشاء. هنا تتعلم بسرعة، لأنه لا يوجد مكان تذهب إليه - تحتاج إلى حل المشكلات الحقيقية هنا والآن، وليس في العالم "الأخضر" الجميل. مستقبل.