综述：将油脂（FOG）转化为氢的视角：基于蒸汽重整催化剂的见解与香港案例的技术经济分析和生命周期评估

这篇综述系统探讨了利用废弃油脂（Fats, Oils, Greases, FOG）通过蒸汽重整（Steam Reforming, SR）技术生产氢气的可行性，重点分析了镍基、贵金属及金属氧化物负载催化剂的性能（活性、稳定性、成本），并结合香港案例的技术经济分析（TEA）和生命周期评估（LCA），提出FOG作为可再生原料的潜力及其在碳中和目标下的应用前景。

　　

引言

全球对可持续能源的需求推动了对氢能生产的探索。尽管甲烷蒸汽重整（SMR）技术成熟，但利用废弃油脂（FOG）生产氢气的研究仍处于起步阶段。FOG作为餐饮和食品工业的废弃物，其转化不仅能解决环境问题，还能为氢经济提供可再生原料。本文综述了FOG蒸汽重整的催化剂设计、技术经济性和环境效益，并以香港为例探讨了实际应用的挑战与机遇。

氢能的成熟度、成本与能量密度

氢能因其高能量密度（143 MJ/kg）和零碳排放潜力成为脱碳关键。目前全球氢气年需求超1.2亿吨，但主要依赖化石燃料（如SMR占48%）。电解水制氢（如PEM技术）成本较高（4.15–23.27 USD/kg H₂），而FOG重整有望以低至3 USD/kg H₂的成本实现规模化生产，同时捕获0.40 kg CO₂-eq/kg H₂。

SMR催化剂的基础

镍基催化剂因其成本效益和活性成为SMR主流，但易积碳（Coking）和烧结（Sintering）。通过添加CeO₂、La₂O₃等助剂可提升稳定性。贵金属（如Rh、Ru）活性更高，但成本限制其应用。催化剂载体酸碱性对反应路径影响显著，碱性载体（如MgO）能减少积碳。

FOG：消耗、管理与转化潜力

全球每年产生约1700万吨废弃食用油（WCO），仅17%被回收。FOG直接排入下水道会导致管道堵塞和环境污染。香港等密集城市需本地化处理FOG，而蒸汽重整技术可将其转化为氢气，每公斤FOG处理可捕获0.14 kg CO₂。

FOG蒸汽重整催化剂

镍基催化剂（如Ni/Al₂O₃）在WCO重整中表现稳定（H₂产率154 mol/kg），但需优化抗硫性。贵金属催化剂（如Rh/CeO₂-ZrO₂）活性更高，但成本受限。载体选择（如Al₂O₃、ZrO₂）和助剂（如La₂O₃）对反应效率和抗积碳至关重要。

环境足迹与未来方向

催化剂生产（尤其是贵金属）对环境影响显著，需开发可持续回收方案。FOG重整的LCA显示其碳足迹远低于传统SMR，但需优化收集和预处理流程。未来研究应聚焦低成本催化剂设计、反应器集成及政策支持，以推动FOG制氢的工业化应用。

（注：以上内容严格基于原文数据，未添加非文献支持的结论。）