马来西亚油棕生物质制氢途径成熟度评估:关于协同效应与权衡的技术 - 政策审查

《Energy》:Assessing the Readiness of Oil Palm Biomass to Hydrogen Pathways in Malaysia: A Techno-Policy Review on Synergies and Trade-offs

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月11日 来源:Energy 10.1

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   摘要马来西亚拥有丰富的油棕生物质资源,为制氢提供了潜在机遇。油棕生物质如棕榈油厂废水、空果串、棕榈壳、油棕叶和油棕树干,均是制氢的优质原料。本研究聚焦于氢能技术、生物质增值和能源治理,运用水-能-粮-地-气候(WEFLC)纽带框架,识别利用生物质废物生产氢气中的协同效应与权衡

  

摘要

马来西亚拥有丰富的油棕生物质资源,为制氢提供了潜在机遇。油棕生物质如棕榈油厂废水、空果串、棕榈壳、油棕叶和油棕树干,均是制氢的优质原料。本研究聚焦于氢能技术、生物质增值和能源治理,运用水-能-粮-地-气候(WEFLC)纽带框架,识别利用生物质废物生产氢气中的协同效应与权衡关系。本综述的目标为:i)评估从油棕生物质中制氢的技术,包括主要原料、氢气产率、工艺条件和技术成熟度(TRL);ii)分析马来西亚氢能与生物质利用战略之间的政策协调性及制度性权衡。研究发现,油棕废物因其储量丰富且与气化工艺高度兼容,是制氢最具可行性的原料。虽然气化技术在近期具有可扩展性,但暗发酵和微生物电解等生物途径仍处于较低TRL阶段。政策格局呈现碎片化特征,氢能与生物质管理战略之间的整合程度有限。主要障碍包括制度性壁垒、缺乏有针对性的财政激励措施以及基础设施发展滞后。本研究确定了马来西亚生物质基氢能部署所需的关键条件,结论认为马来西亚的生物质氢能路径需要改进生物资源政策、推进跨部门治理改革,并建立碳定价和氢能专项上网电价等机制。本研究提出CIRCLE-H框架,一个具有全球可移植性的生物质废物制氢框架,以支持马来西亚的脱碳目标。

章节摘录

引言

全球社区正面临前所未有的能源转型,以应对气候变化和环境退化。根据政府间气候变化专门委员会第六次评估报告(2021年)[1],将全球变暖限制在工业化前水平以上1.5°C以内,要求在《巴黎协定》[2]框架下于本世纪中叶(2050年)实现温室气体(GHG)净零排放。这促使世界各国向低碳化转型,减少化石燃料的使用。

PRISMA文献综述方法

本研究采用系统性文献综述方法,识别和评估与马来西亚油棕生物质废物制氢相关的科学出版物。综述过程遵循系统综述和元分析首选报告条目(PRISMA)框架的一般原则,以增强文献筛选过程的透明度和可重复性。
文献检索使用Scopus数据库完成,选择该数据库是因为其具有广泛的……

油棕生物质废物作为马来西亚可持续制氢的战略资源

马来西亚的生物质废物以油棕产业为主,2022年油棕种植面积为567.4万公顷,分布在马来西亚半岛(254.4万公顷,占44.8%)和东马来西亚(沙巴150.8万公顷,占26.6%;砂拉越162.2万公顷,占28.6%)[18]。马来西亚每年至少产生1.68亿吨生物质废物。其中约94%的主要生物质来自油棕废物,其余为农业和林业副产品,包括4%的木质残余物、1%的稻壳废物和1%的……

生物质制氢转化技术

马来西亚从油棕生物质中制氢的研究已探索了多种热化学和生物途径。本节对马来西亚研究中所评估的关键技术进行分类和考察,重点关注以棕榈油为基础原料的技术,如棕榈壳(PKS)、空果串(EFB)、油棕叶(OPF)、油棕树干(OPT)和棕榈油厂废水(POME)。然而,马来西亚各技术每千克氢气的成本对比研究仍然罕见,这阻碍了稳健的投资决策。虽然已有大量研究涉及这些……

国家政策格局:与油棕生物质废物制氢的协调

马来西亚向低碳经济的转型已获得重大政策支持,特别是在将氢能认定为难以减排部门脱碳关键载体方面。从油棕生物质部署氢能技术与多项国家战略相交叉,但跨机构协调和综合规划的力度仍有差异。

马来西亚生物质氢能格局的SWOT-PESTEL综合分析

为整合前文所述的政策、技术和治理洞察,本研究对马来西亚油棕生物质制氢生态系统呈现全面的SWOT–PESTEL分析。该框架将政治、经济、社会、技术、环境和法律(PESTEL)维度整合到优势、劣势、机会和威胁(SWOT)类别中,如表7所示。这一多层诊断不仅反映了马来西亚的系统性……

战略未来路径

马来西亚的生物质制氢议程必须超越一刀切的做法,将每种原料类型与其最合适的转化技术相匹配。

结论

马来西亚在从油棕生物质中生产可持续氢能方面具有切实的潜力,有望成为领导者。每年约产生8300万吨油棕生物质废物,这些资源不仅储量丰富,而且非常适合制氢。在评估的技术中,当前技术如气化和超临界水气化代表了最具商业可行性的路径,因其具有更高的技术成熟度和……

CRediT作者贡献声明

Muhammad Yamin Sharohhuddin:撰写——初稿,形式分析,概念构思。Marlia Mohd Hanafiah:撰写——审阅与编辑,验证,监督,项目管理,资金获取。Jing Wen Chong:撰写——审阅与编辑

数据可用性

本研究未使用新的数据。

生成式AI和AI辅助技术在写作过程中的声明

在准备本工作期间,作者使用了基于GPT-4.0架构的OpenAI ChatGPT,以协助本手稿的语法和语言审校。使用该工具后,作者对内容进行了审阅和编辑,并对发表内容承担全部责任。

利益冲突声明

? 作者声明,他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。

致谢

我们感谢来自马来西亚高等教育部通过高等研究院卓越中心(HICoE)计划给予燃料电池研究所 马来西亚国民大学(HICOE-2023-007)的财政支持。
Muhammad Yamin Sharohhuddin|Marlia M. Hanafiah|Jing Wen Chong
燃料电池研究所,马来西亚国民大学,雪兰莪州邦吉,邮编43600,马来西亚
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