氫能作為一類來源廣泛、綠色環(huán)保的清潔能源,當(dāng)前在國內(nèi)能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化以及雙碳目標(biāo)持續(xù)推進(jìn)背景下,其應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴(kuò)展、市場需求正不斷增加,預(yù)計(jì)到2030年,我國氫氣年需求量將達(dá)到3800萬噸/年,市場發(fā)展前景可期。大幅增長的氫能需求帶動制氫效率、成本、技術(shù)要求不斷提升。
我國制氫工藝類型多樣,目前主要通過天然氣水蒸氣重整制氫、煤氣化制氫兩大主流技術(shù)路線制取氫氣。但天然氣重整制氫需進(jìn)行脫碳處理、煤氣化制氫需要分離純化處理,因此尋求高效脫碳與分離純化手段已成為提升氫氣制取效率的關(guān)鍵。膜分離技術(shù)作為一類高效脫碳與純化手段,其具有處理效率高與處理效果好等優(yōu)勢,目前已成為氫氣制取的重要手段之一。
中空纖維膜是氫氣分離膜市場主流產(chǎn)品,目前其市占比已接近90%。以中空纖維膜作為氫氣分離膜的試驗(yàn)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代末期,經(jīng)過近十年發(fā)展,中空纖維膜應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展,在70年代末期已成為氫氣分離膜市場主流。氫氣分離膜技術(shù)壁壘較高,目前全球市場仍由美國杜邦公司、法國液化空氣集團(tuán)、日本宇部興產(chǎn)株式會社三大國際企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位。
我國氫氣分離膜行業(yè)起步時間較晚,20世紀(jì)80年代才有相關(guān)研究出現(xiàn),但發(fā)展速度較快,90年代就有相關(guān)自研產(chǎn)品出現(xiàn),直至目前,經(jīng)過30余年發(fā)展,我國氫氣分離膜在膜結(jié)構(gòu)、膜材料、膜組件等方面已取得較大進(jìn)展。
新思界
行業(yè)分析人士表示,具體來看,在膜材料方面,目前我國氫氣分離膜材料主要為聚酰胺、聚酰亞胺,使用此類材料制備而成的氫氣分離膜氫氣選擇性更高、工作溫度范圍更廣;在膜結(jié)構(gòu)方面,國內(nèi)氫氣分離膜結(jié)構(gòu)已從早期以平板膜為主的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾锌绽w維膜為主的結(jié)構(gòu),且目前正朝著比表面積更大、工作效率更高的螺旋纏繞膜結(jié)構(gòu)不斷升級。未來隨著國內(nèi)氫氣分離膜技術(shù)工藝不斷升級,其行業(yè)發(fā)展速度有望持續(xù)加快。