중국: 전환을 통한 수소 생산의 선두주자? 

수소경제를 이야기하면 누구나 바로 전기분해를 통한 그린수소를 떠올린다. 그러나 해당 국가의 실제 물량과 운영 능력을 자세히 살펴보면 상황이 극적으로 변합니다. 오늘날 수소의 대부분은 여전히탄화수소 전환, 그리고 여기서 중국은 단순한 플레이어가 아니라 기술 구현의 규모와 속도가 때때로 이론적 계산을 능가하는 전체 생태계입니다. 새로운 방법을 둘러싸고 많은 소음이 있지만 지상이나 공장에서는 효율성과 현지 원자재에 대한 적응이 핵심인 시설이 있습니다.

실제 규모는 어디에 있습니까?

프레젠테이션을 무시하면 숫자가 스스로를 말해줍니다. 중국에서 정유 및 암모니아 합성에 사용되는 수소의 압도적인 대부분은 메탄의 증기 개질 또는 석탄 가스화를 통해 생산됩니다. 그리고 이것은 후진성이 아니라 실용적인 계산입니다. 특히 서부 지방과 같이 석탄이 풍부한 지역에서는 더욱 그렇습니다. 거기에 단지가 건설되고 있습니다.수소 생산화학 클러스터에 통합 - 수소는 저장 및 운송의 어려움을 우회하여 메탄올 또는 암모니아 생산에 직접 사용됩니다. 프로젝트의 경제성은 사무실이 아닌 현장에서 결정됩니다.

예를 들어, 신장이나 내몽고 지역입니다. 그곳에서 현지 갈탄을 사용하는 전환 공장을 볼 수 있습니다. 능률? 에너지 비용으로만 측정한다면 세계 표준으로 볼 때 가장 높지는 않습니다. 그러나 광산의 석탄 가격부터 현지 시장을 위한 최종 제품 가격까지 전체 체인을 고려하면 그림이 승리하게 됩니다. 지리 및 인프라와 분리되어 기술적 매개변수만 보는 분석가는 이를 종종 놓치곤 합니다.

동시에 중국 엔지니어링 회사는 오랫동안 단순한 복제를 넘어섰습니다. 동일한 증기 변환을 적용해 보겠습니다. 예, 기본 프로세스가 표준입니다. 그러나 작업이 이루어지는 곳은 개질기, 열 회수 시스템 및 촉매 설계의 미묘한 차이입니다. 산시성(陝西省)의 한 프로젝트에서는 현지 천연가스 구성으로 인해 촉매가 빠르게 코킹되는 문제에 직면했습니다. 해결책은 촉매를 수입품으로 교체하는 것이 아니라 전처리 시스템을 수정하고 단계를 추가하는 것에서 찾았습니다. 가격이 저렴해졌고 섹션의 서비스 수명이 늘어났습니다. 보고서에서 이러한 세부정보를 항상 찾을 수 있는 것은 아닙니다.

기술 동향 및 현지 솔루션

요즘 전환과 탄소 포집(CCS)을 결합하는 것에 대해 많은 이야기가 있습니다. 중국에서는 말만 하는 것이 아닙니다. 예를 들어 닝샤(Ningxia)의 석탄 기업 중 한 곳에서는 여러 시범 프로젝트가 진행되고 있습니다. 그곳에서 가스화 플랜트의 이산화탄소가 폐기를 위해 보내집니다. 그러나 솔직히 말해서 주요 원동력은 환경이 아니라 미래의 규제 요구 사항과 석유 생산을 위한 CO2 판매 가능성(물 범람을 통해)입니다. 비즈니스 모델은 아직 미흡하지만 실험은 진행 중입니다.

기술의 발전을 지켜보는 것도 흥미롭다메탄올을 수소로 전환(MeOH-to-H2) 분산형 리필용. 이는 중국이 활발히 실험하고 있는 분야이다. 수소 파이프라인을 설치하거나 대규모 공장을 건설하는 것이 모든 곳에서 가능한 것은 아닙니다. 그러나 메탄올은 액체이므로 물류가 더 간단합니다. 나는 이 계획에 따라 작동하는 광동의 테스트 주유소를 보았습니다. 소형 현장 반응기는 필요에 따라 메탄올로부터 수소를 생산합니다. 문제는 연료전지용 수소의 순도였습니다. 즉, 정화 시스템을 심각하게 수정해야 했습니다. 그러나 특히 도시 교통 분야에서는 그 방향이 유망합니다.

여기서는 중국 현실에 대한 기술 적용에 정확하게 참여하는 디자인 연구소의 역할을 언급할 가치가 있습니다. 눈에 띄는 사례 중 하나는청두 Yizhi 기술 유한 회사(그들의 웹사이트는yzkjhx.ru). 이것은 단순한 사무실이 아니라 Chengdu Huaxi Chemical Technology를 기반으로 만들어진 본격적인 엔지니어링 센터입니다. 1억 2천만 위안의 등록 자본금으로 그들은 심각한 R&D를 감당할 수 있습니다. 본질적으로 이는 학술 기관의 기초 연구와 산업 고객의 엄격한 요구 사항 사이를 연결하는 역할을 합니다. 그들의 작업은 카탈로그에 있는 기성 솔루션을 판매하는 것이 아니라 변환 장치를 현대화하거나 새로운 청소 시스템을 통합하는 등 특정 작업을 위해 설계하는 것입니다.

공지되지 않은 문제

물론 모든 것이 순조롭게 진행되는 것은 아닙니다. 주요 골칫거리 중 하나는 일부 고효율 공정을 위해 수입 촉매에 의존한다는 것입니다. 제재와 공급망으로 인해 우리는 대안을 찾게 됩니다. 중국 촉매 제조사들이 진전을 보이고 있지만 일부 품목, 특히 대규모 설치의 경우 여전히 안정성과 수명에 격차가 있다. 이는 프로젝트에 위험을 초래합니다.

또 다른 문제는 물발자국이다. 전환, 특히 석탄 가스화는 물 집약적인 과정입니다. 중국 북부와 서부 지역에는 물 공급이 부족합니다. 복잡한 물 재활용 및 정화 시스템을 도입해야 하므로 프로젝트 비용이 증가합니다. 산시(Shanxi)의 한 현장에서 물 계산으로 인해 이웃 기업의 폐수를 사용하기 위해 단지 전체의 레이아웃을 변경해야 하는 상황을 보았습니다. 통합은 강제적이었지만 효과적이었습니다.

그리고 물론 영상도요. 작동 중인 설치를 "스니핑"하고 이론뿐만 아니라 압력 변동이나 원자재 구성에 따라 작동하는 방식을 이해하는 숙련된 엔지니어가 부족합니다. 젊은 전문가들은 뛰어난 이론적 배경을 갖고 있지만 때로는 실질적인 직관력이 부족합니다. 이는 엄격한 프로토콜과 디지털화로 보완되지만 라이브 경험을 대체할 수 있는 것은 없습니다.

미래를 바라보다: 업계가 향하고 있는 곳

분명히 중기적으로 중국은 수소의 주요 공급원으로서의 전환을 포기하지 않을 것입니다. 그러나 벡터는 하이브리드 시스템으로 이동할 것입니다. 증기 메탄 개질 장치를 재생 에너지원의 피크 에너지로 작동하는 전해조와 결합하는 프로젝트가 이미 가시화되었습니다. 이는 부하를 완화하고 탄소 배출량을 약간 줄이는 데 도움이 됩니다. 여전히 비용이 많이 들지만 시범 운영이 시작되었습니다.

또 다른 추세는 소형화와 모듈화입니다. 거대한 플랜트는 아니지만, 예를 들어 10,000~20,000Nm3/h의 용량을 갖춘 소형의 표준화된 수소 생산 모듈입니다. 더 빠르게 구축하고 소비자 근처에서 복제할 수 있습니다. 이로 인해 물류 비용이 절감됩니다. 소규모로 효율성을 유지하는 것은 기술적 과제이지만 작업이 진행 중입니다. 앞서 언급한 Yizhi Technology와 같은 회사는 대형 및 중형 시설 설계 경험을 보유하고 있어 여기서 중요한 역할을 할 수 있습니다.

궁극적으로 리더십은 단지 몇 톤의 문제가 아닙니다. 이는 완전하고 작동하며 경제적으로 실행 가능한 시스템을 만드는 능력입니다. 이제 중국은 거대한 국내 시장, 강력한 엔지니어링 및 구현 의지라는 독특한 위치에 있습니다. 실수도 많고 막다른 지점도 있을 것입니다. 그러나 실천, 적응 및 특정 문제 해결을 통해 국가를 이 분야의 선언적 리더가 아닌 실제 리더로 만드는 바로 그 경험이 형성되는 것은 바로 이 길에서입니다. 이론상이 아니라, 압축기에서 소음이 발생하고 증기가 개질기에서 나오는 실제 산업 현장에서 발생합니다.