日本川崎重工制氢技术的开发

在作为构建氢供应链基础技术的“制氢”阶段，主要课题是如何低成本大量制取氢气，同时如何在制造过程中不排放CO₂的“无碳氢”制造技术也很重要。

目前，工业界的主流制氢方法是来自石油、化学工厂及炼铁厂等的副产氢和天然气重整。另外，也在进行小规模的生物质重整制氢。

根据制造过程的不同，副产氢中会混有杂质，需要增加用于提高纯度的设备。更关键的是，副产氢的产量取决于主要产物，因此该方法不利于稳定大量制取氢气。另外，天然气重整受到一次能源天然气的产量和成本的影响，因此考虑到能源资源的多样化，即能源安全性，理想的是利用其他原料或能源资源进行制氢。

褐煤广泛大量分布于澳大利亚等世界众多地区，且作为能源资源还未得到有效利用，因此川崎重工着眼于褐煤，致力于确立利用褐煤低成本大量制取氢气的技术。另外，近年来，风力和太阳能等可再生能源的利用不断扩大，将来有望以低成本获得无碳电力，因此川崎重工也致力于确立通过无碳电力进行水电解制氢的技术。

褐煤是煤化程度最低的矿产煤，由于其水分含量大，因此运输效率低，而且干燥后容易自燃。因此，迄今为止，只将褐煤用于开采地附近的发电。为了使褐煤作为能源资源得到更有效的利用，川崎重工着眼于开发褐煤制氢技术。图1示出褐煤制氢方法——在气化炉中燃烧褐煤，然后从生成的气体中只提取出氢气。川崎重工决定开发该气化技术，以及用于提取高纯度氢气的气体精制技术，并通过建设在公司内部的台架试验设备进行验证。

图1. 褐煤制氢工艺

图2示出可再生能源制氢工艺——利用风力和太阳能等产生的电力，通过水电解制氢。川崎重工决定开发能够实现高效制氢的独家技术，同时制作用于验证的小型试验机，与北海道的风力发电设备组合开展实证试验。

图2. 水电解制氢工艺

（1）褐煤气化制氢

图3示出褐煤气化制氢工艺，其大致分为两个步骤：

第一步骤是气化工艺，从原料褐煤中制取以氢、一氧化碳、二氧化碳为主要成分的生成气体；

第二步骤气体精制工艺，去除生成气体中的二氧化碳和微量杂质，仅提取氢气。

图3. 褐煤气化制氢工艺

(i) 气化工艺

气化工艺包括褐煤预处理和气化。

① 褐煤预处理

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