基于生物質氣化的電-熱-氫三聯供協同CO2捕集系統研究*

方鑫，汪家銘，李娟，潘益，姜云龍，李鑫郡

(1. 江蘇省電力試驗研究院有限公司，江蘇南京 211103；2. 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院，江蘇南京 211103；3. 南京師范大學能源與機械工程學院，江蘇南京 210023)

我國是能源大國，長期以來嚴重依賴化石能源，雖然化石能源燃燒污染物如硫氧化物、氮氧化物及顆粒物的治理已取得長足進步，但化石能源利用過程中伴隨的大量CO2排放問題依然未得到有效解決[1-4]。此外，我國還是農業大國，廣闊的耕地和經濟林面積每年會產生大量的農林生物質廢棄物；生物質能是一種CO2零排放的可再生能源，將其作為能源來源不僅能實現生物質廢棄物的有效處置，還有助于降低對化石燃料的依賴[5-8]。

生物質資源具有來源多樣、能量密度較低及分布分散等特點，這些特點決定了因地制宜和分布式利用是發展生物質能產業的必然要求[9]。工業園區具有能源密度大、用能形式多樣、用能需求相對穩定的特點，是開展分布式能源應用的最佳應用場景之一[10-12]，電和熱是工業園區需求最為廣泛的能量形式。此外，2021 年國務院印發的《2030 年前碳達峰行動方案》指出，氫能是未來我國重點發展的一種能量載體，其將在用能終端綠色低碳轉型中扮演重要角色。因此，開展以生物質為能源來源的含氫多聯供系統研究具有重要意義。林俊光等[13]基于生物質氣化構建了包括氣化爐、內燃機和溴化鋰制冷機組等裝置的多聯供系統，并對其發電量、制冷量及制熱量之間的制約關系進行了研究。陳程等[14-15]針對垃圾、生物質及污泥等廢棄物的處置提出了雙流化床共氣化技術，并將其與內燃機或固體燃料電池進行耦合組成了冷-熱-電三聯供系統，獲取了高達80%的熱電綜合效率。林顯納等[16]為提高生物質氣化的熱電聯供效率，基于透平和螺桿膨脹機提出了兩種系統方案；通過對比分析發現，燃氣輪機和蒸汽螺桿膨脹機構成的系統具有更高的綜合效率、發電效率及?效率。趙琳等[17]對Fe2O3為載氧體的生物質化學鏈氣化系統進行模擬，分析了不同因素對合成氣制備的影響，并將該氣化系統與燃氣輪機聯用，獲得了高于生物質直燃的發電效率。薛小軍等[18]還將生物質氣化聯合循環系統與壓縮空氣儲能系統進行耦合，并分析了二者間的協同效應。由上述研究可知，目前針對生物質分布式能源的利用研究主要側重于冷-熱-電聯供系統，而高純氫氣制備方面的聯供研究較少,且主要通過質子交換膜電解槽電解水獲取[19-21]；有必要對基于熱化學方法的生物質能含氫多聯供系統進行研究，為該技術的發展提供借鑒和理論支撐。此外，隨著全球氣候變暖及巴黎氣候大會上2 ℃溫升目標的確立[22]，CO2的捕集封存也是生物質利用過程中需要考慮的重要問題[23]。

基于生物質氣化和鐵基載氧體化學鏈制氫及燃燒技術構建了電-熱-氫三聯供協同CO2捕集系統，并借助Aspen Plus 工藝流程模擬軟件對系統進行模擬計算。針對各單元模塊建立熱力學模型，考察不同運行參數對系統電-熱-氫制備效率及CO2捕集效率的影響特性，為以生物質為能源的含氫多聯供系統方案設計提供一定參考。

1 系統的構建

1.1 化學鏈燃燒和化學鏈制氫

化學鏈燃燒(CLC)是一種高效清潔的燃燒技術，其借助載氧體的載氧作用將燃燒分為兩步進行，以避免燃料和空氣的直接接觸，從而實現CO2的內在分離富集[24]，原理見圖1(a)。主要化學反應見式(1)和式(2)。

燃料反應器(FR)：

空氣反應器(AR)：

基于鐵基載氧體的化學鏈制氫(CLHG)技術原理與CLC 類似，其借助鐵-水反應制取高純氫氣，純度高達99%以上，可滿足燃料電池要求，因此獲得了人們的廣泛關注[25]，原理見圖1(b)。主要化學反應見式(3)～(6)。

燃料反應器(FR)：

水蒸氣反應器(SR)：

值得注意的是，在CLHG 的FR 中，Fe3O4與合成氣間的反應為可逆反應，即存在熱力學限制，使得Fe3O4不能將氣體燃料完全氧化。為此，可將未完全轉化的燃料通入CLC 的FR 中，利用Fe2O3將其完全氧化，完全氧化產生的CO2和H2O 混合物經冷凝除去水分后即可獲得高純氫氣。筆者擬結合鐵基載氧體CLHG 和CLC 2 個反應單元，將生物質氣化獲取的合成氣轉化為高純氫氣的同時實現CO2的分離富集。

1.2 基于生物質氣化的電-熱-氫聯產系統

基于生物質氣化的電-熱-氫三聯供系統包括生物質氣化、CLHG、CLC 及燃氣輪機聯合循環等4 個單元模塊，系統工藝流程見圖2。

圖2 基于生物質氣化的電-熱-氫三聯供系統工藝流程示意

在氣化單元中，生物質在氧氣的作用下氣化生成合成氣，并隨即進入余熱鍋爐中產生再熱蒸汽。合成氣經除塵、脫硫等凈化處理后進入CLHG-FR中，而CLHG-SR 中的水蒸氣則來源于汽輪機的高壓缸抽汽。為了與燃氣輪機聯合循環結合，CLHGFR、CLHG-SR、CLC-FR 和CLC-AR 等4 個反應器均在加壓條件下運行。CLC-FR 出口富集的CO2氣體進入CO2透平做功，做功后的氣體經余熱鍋爐中的過熱器、蒸發器及省煤器等產生過熱蒸汽，以回收CO2氣體余熱。同理，來自CLHG-SR 的氫氣進入H2透平做功，并進入余熱鍋爐釋放熱量產生過熱蒸汽。因為CLHG-FR 中的還原反應為吸熱反應，需要外界額外提供熱量。由于CLC-AR 中發生的反應(2)為強放熱反應，該熱量可通過CLHGFR 與CLC-AR 之間的換熱提供，換熱后的CLCAR 排氣即欠氧空氣經補燃后進入透平發電；繼而進入余熱鍋爐釋放熱量并產生過熱蒸汽。過熱蒸汽進入汽輪機高壓缸做功后，部分進入CLHG-SR 分解產生高純氫氣，部分進入再熱器回熱，而后進入中壓缸繼續做功，中壓缸做功后的水蒸氣可被用于供熱，也可再進入低壓缸做功。

2 模型的建立

模擬用農林生物質的性質和組成見表1。物性參數計算方法選擇帶Boston-Mathiasα函數的Peng-Robinson 方程，即PR-BM 方程。

表1 農林生物質的工業和元素分析

2.1 氣化爐

氣化是一個復雜的多相多組分熱化學過程，即高溫下將生物質中的可燃物質轉化為氣體燃料的過程。生物質氣化涉及的反應主要有碳的氣化反應、水氣變換反應以及甲烷重整反應等。Aspen Plus 軟件中氣化爐模型采用RYield 和RGibbs 反應器模塊。其中，RYield 模塊用于生物質熱解過程模擬，RGibbs 模塊通過計算吉布斯自由能最小化模擬生物質氣化的最終化學平衡狀態，并獲取合成氣組分。選取氧氣作為氣化介質，單位制氧能耗計0.370 kWh/kg，其中制氧能耗為0.246 kWh/kg，壓縮能耗為0.124 kWh/kg。

2.2 化學鏈系統

化學鏈系統包含CLHG 和CLC 2 個雙反應器子系統，其中主要涉及到不同價態的鐵氧化物與合成氣、水蒸氣以及空氣的氧化還原反應，采用RGibbs 反應器模塊模擬不同反應器中的最終化學平衡狀態。

2.3 汽水系統

汽水系統包含各余熱鍋爐中的換熱器，主要采用Heater 或HeatX 模塊對系統進行模擬，其中Heater 是熱量與物流換熱器；HeatX 是冷熱物流換熱器。

2.4 壓縮機和透平

壓縮機主要包括空氣壓縮、給水增壓和CO2壓縮和H2壓縮。壓縮機采用Compr 模塊，子模塊設定為Compressor。根據實際壓縮類型確定壓比。采用多級壓縮機壓縮CO2和H2，在每級壓縮后進行水冷，壓縮過程中的凝結水通過閃蒸去除。透平裝置包括燃氣輪機和蒸汽輪機，其模擬均采用Compr模塊，子模塊設定為Turbine。

基于生物質氣化的電-熱-氫三聯供系統運行基準工況見表2。

表2 系統運行基準工況

3 系統性能評價指標

電-熱-氫三聯供系統性能評價指標主要包括發電效率、供熱效率、制氫效率以及CO2捕集效率。此外，生物質氣化參數對于合成氣品質及系統各個效率具有重要影響，選取合成氣各組分產量、碳轉化率、有效氣體產率、合成氣熱值、冷煤氣效率等作為生物質氣化特性指標。

發電效率計算公式見式(7)。

式中：ηe為系統發電效率，%；We為系統凈發電功率，kW；mbio為進入系統的生物質量，kg/s；LHVbio為生物質的低位熱值，kJ/kg。

系統凈發電功率計算公式見式(8)。

式中： WGT和WST分別為燃氣輪機和蒸汽輪機功率，kW；WCO2,T和WH2,T分別為CO2透平和H2透平功率，kW；WO2為空分耗電功率，kW；WCO2和WH2分別為CO2和H2壓縮功率，kW；WAU為各類輔機如水泵等的功率，kW。

供熱效率計算公式見式(9)。

式中：ηq為系統供熱效率，%；Hh為供熱蒸汽焓值，kW；Hc為供熱后回水焓值，kW。

制氫效率計算公式見式(10)。

式中：ηH2為系統制氫效率，%；mH2為系統氫氣產量，kg/s；LHVH2為氫氣低位熱值，kJ/kg。

碳轉化率計算公式見式(11)。

式中：ηc為碳轉化率，%；mash為離開氣化爐的灰量，kg/s；Wc為生物質中碳的質量百分比，%；W＇c為離開氣化爐的灰中碳的質量百分比，%。

CO2捕集效率計算公式見式(12)。

式中：ηCO2為CO2捕集效率，%；mCO2為CO2富集流量，kg/s。

有效氣體產率計算公式見式(13)。

式中：Ye為合成氣中的有效氣體產率，m3/kg；qv為合成氣中的H2、CO、CH4在標準狀態下的總體積流量，m3/s。

生物質氣化制得的合成氣低位熱值計算公式見式(14)。

式中：LHVsyn為合成氣低位熱值，MJ/m3；φH2、φCO和φCH4分別為合成氣中H2、CO和CH4在合成氣中的體積分數，%。

系統的冷煤氣效率(ηenergy)是合成氣所含能量與生物質輸入能量之比，是衡量氣化效果的一個重要指標，計算公式見式(15)。

式中：Yv為包含CO2和H2O在內的合成氣總產率，m3/kg。

4 結果分析與討論

4.1 生物質氣化溫度

氣化溫度對生物質氣化過程中的碳轉化率、合成氣各組分流量、熱值及冷煤氣效率等氣化參數具有重要影響。

4.1.1 氣化溫度對合成氣各組分流量及碳轉化率的影響

氣化溫度對合成氣各組分流量及碳轉化率的影響見圖3。

圖3 氣化溫度對合成氣各組分流量及碳轉化率的影響

由圖3 可見：當溫度從750 ℃升高到900 ℃，H2和CO 摩爾流量大幅上升，CO2、H2O 和CH4的摩爾流量逐步下降，而碳轉化率從73.1%大幅增加至100%。這是因為高溫會促進CO2和H2O 對碳的氣化作用，且有利于CH4與CO2和H2O 三者間的重整反應。因此，高溫有利于碳轉化率以及H2和CO 生成量的增加。但當溫度超過900 ℃以后，H2和CO 摩爾流量增幅大大降低，而CO2和CH4均小幅降低，H2O 摩爾流量反而呈現上升趨勢，碳轉化率維持100%不變。這是因為高溫會繼續促進甲烷重整反應，導致CO2和CH4摩爾流量降低，以及H2和CO 摩爾流量上升；而水氣變換反應作為放熱反應，高溫下化學平衡會向CO 和H2O 增加的方向移動，導致二者流量增加，從而引發CO2和H2O相反的變化趨勢。

4.1.2 氣化溫度對合成氣特性的影響

氣化溫度對合成氣有效氣體產率、熱值及冷煤氣效率的影響見圖4。

圖4 氣化溫度對合成氣特性的影響

由圖4 可見：溫度從750 ℃升高到900 ℃過程中，三者均呈現出大幅增加的趨勢。由圖3 結果可知該過程中除CH4摩爾流量有小幅下降之外，H2和CO 兩種氣體摩爾流量均大幅上升，因此，有效氣體產率、合成氣熱值和冷煤氣效率均隨之增大。但當溫度超過900 ℃以后，由于H2和CO摩爾流量增幅大大降低且伴隨有CH4流量的下降，導致有效氣體產率和冷煤氣效率緩慢增加。值得注意的是，合成氣熱值在高溫區出現了小幅降低。這是因為溫度超過900 ℃以后，碳的氣化率已達到100%，不能進一步通過碳的氣化增加合成氣熱值，此時主要發生的是甲烷重整反應和水煤氣變換反應；前者會導致分子數加倍，雖然有效氣體產率會進一步上升，但由于H2和CO的熱值(分別為10.78 MJ/m3和12.64 MJ/m3)遠低于CH4的熱值(35.83 MJ/m3)，因此，合成氣熱值反而會呈現下降趨勢。當氣化溫度900 ℃時合成氣熱值為最高，即9.17 MJ/m3，此時有效氣體產率和冷煤氣效率分別為0.938 m3/kg和85.0%。

4.1.3 氣化溫度對系統效率的影響

氣化溫度對電-熱-氫三聯供系統各效率的影響見圖5。

圖5 氣化溫度對系統效率的影響

由圖5 可見：當溫度從750 ℃升高至900 ℃，發電效率、供熱效率、制氫效率和CO2捕集效率均會隨溫度的升高呈現大幅增加趨勢；當溫度超過900 ℃后，各系統效率隨溫度的升高僅有小幅上升。這主要是因為發電效率、供熱效率和制氫效率三者與冷煤氣效率緊密相關，冷煤氣效率的升高說明生物質流量一定條件下，氣化爐提供給整個系統的化學能提高了，因此三者變化趨勢與圖4 中冷煤氣效率是一致的。而對于CO2捕集效率，其與燃氣輪機補燃溫度緊密相關，補燃溫度一定時，冷煤氣效率升高，補燃所需的合成氣量降低，從而排空的CO2流量降低，CO2捕集效率升高。

綜合圖3～5 結果可知，氣化溫度為900 ℃時，生物質具有較好的氣化特性，且各系統效率較高，發電效率、供熱效率和制氫效率分別為16.4%、36.2%和23.4%，而CO2捕集效率達65.3%。

4.2 燃氣輪機補燃溫度

補燃溫度決定了合成氣被送往化學鏈系統和燃氣輪機的比例，對于系統的發電、供熱、制氫和CO2捕集均具有較大影響。補燃溫度對系統效率的影響見圖6。

圖6 燃氣輪機進口補燃溫度對系統效率的影響

由圖6 可見：隨著補燃溫度由1150 ℃上升至1400 ℃，發電效率和供熱效率均有大幅提升，二者分別由13.4%和29.5%升至16.4%和36.2%。而制氫效率和CO2捕集效率大幅降低，分別由28.1%和80.3%降至23.4%和65.3%。隨著補燃溫度的升高，更多的燃料直接進入補燃室，增加了燃氣輪機功率，且燃氣輪機的排氣溫度也會上升，使得余熱鍋爐的蒸汽產量提高；此外，由于進入CLHG-FR合成氣量降低，導致還原態鐵氧化物量減少，進入CLHG-SR 的水蒸氣量也隨之減少。上述因素疊加導致汽輪機的輸出功率和供熱功率隨著補燃溫度的升高而升高。因此，補燃溫度的升高雖然帶來發電效率和供熱效率的提升，但是制氫效率和CO2捕集效率會大幅降低。

4.3 化學鏈制氫運行參數

4.3.1 CLHG 模塊中Fe3O4循環流率對系統效率的影響

CLHG 模塊中Fe3O4循環流率對系統效率的影響見圖7。假設CLHG-FR 進口合成氣與Fe3O4的反應剛好達到平衡時，Fe3O4的循環流率為100%。

圖7 CLHG中Fe3O4循環流率對系統效率的影響

由圖7 可見：隨著Fe3O4循環流率的增加，系統發電效率和供熱效率隨之下降，制氫效率則隨之升高，而CO2捕集效率呈現出先降低后升高的趨勢。這是因為當Fe3O4循環流率下降時，未轉化的合成氣量會增加并進入化學鏈燃燒單元增大燃燒放熱量，從而提高發電效率和供熱效率，但制氫效率卻因此而下降。值得注意的是，由于CLHG-FR 為強吸熱反應，其需要的熱量來自從CLHG-SR 中的攜帶以及與CLC-AR 間的對流換熱，Fe3O4循環流率需控制在75%以內，過高的Fe3O4循環流率會導致CLHG-FR 所需熱量不足，破壞系統熱平衡。對于CO2捕集效率，當Fe3O4循環流率從30%增加至40%時，CLHG-FR 需要的熱量增加，造成CLC-AR 出口的欠氧空氣溫度下降，合成氣補燃量隨之增加，導致CO2排放增加。當Fe3O4循環流率進一步增加時，會導致合成氣在CLHG 模塊中的轉化率上升，進入CLC 模塊的合成氣量下降，從而CLC-AR 所需空氣量減少，用于補燃的合成氣相應減少，最終使CO2捕集效率轉而上升。

4.3.2 CLHG-SR 模塊中水蒸氣流率對系統效率的影響

CLHG-SR 模塊中水蒸氣流率對系統效率的影響見圖8。假設還原態鐵氧化物剛好被氧化為Fe3O4時，對應的水蒸氣流率為100%。

圖8 CLHG-SR中水蒸氣流率對系統效率的影響

由圖8 可見：當水蒸氣流率由50%上升至100%過程中，制氫效率大幅增加，CO2捕集效率維持恒定，而發電和供熱效率呈下降趨勢；進一步增加水蒸氣流率時發現，其他效率保持原有變化趨勢，而制氫效率保持不變。當水蒸氣流率在100%以下時，水蒸氣流率的增加會導致更多還原態鐵氧化物被氧化，引起H2產量增加，制氫效率提高。CLHG-SR 中的水蒸氣來源于蒸汽輪機抽汽，因此水蒸氣流率的增加會導致發電和供熱效率的下降，而對CO2捕集效率沒有影響；當水蒸氣流率超過100%以后，此時制氫量由還原態鐵氧化物的量決定，由于后者循環量維持恒定，因此制氫效率保持不變，只會導致發電和供熱效率的進一步下降。

4.3.3 溫度對系統效率的影響

CLHG-SR 溫度對系統效率的影響見圖9。

圖9 CLHG-SR溫度對系統效率的影響

由圖9 可見：發電效率和供熱效率隨著CLHG-SR 溫度的升高而下降，而制氫效率和CO2捕集效率則隨之升高。這是因為隨著CLHG-SR 溫度的升高，向CLHG-FR 傳遞的熱量增加，因而可減少來自CLC-AR 的熱量，并導致所需的合成氣補燃量下降，更高比例的合成氣進入了化學鏈系統。此外，CLHG-SR 中的反應為放熱反應，過高的溫度會使化學平衡向不利于產生氫氣的方向移動，引起反應放熱量降低，且H2余熱鍋爐產生的蒸汽量下降。另外，化學平衡的移動會使進入CLHG-SR的蒸汽量增加，汽輪機抽汽量增加。上述因素共同導致發電和供熱效率下降。由于補燃量下降，進入化學鏈系統的合成氣量增加，故CO2捕集效率隨CLHG-SR 溫度的升高而增加。

CLHG-FR 溫度對系統效率的影響見圖10。

圖10 CLHG-FR溫度對系統效率的影響

由圖10 可見：發電效率、供熱效率及制氫效率均隨CLHG-FR 溫度的升高而增加，而CO2捕集效率隨之下降。該變化趨勢與其他因素對應的變化趨勢有所區別，其他因素發生變化時，系統發電效率、供熱效率和制氫效率的變化趨勢往往是相反的，而此處是相同的。原因分析如下：首先，當CLHG-FR溫度升高時，合成氣在其中的轉化率升高，引發鐵基載氧體循環流率增加，制氫量增加，H2透平做功量提高；其次，為了維持CLHGSR的溫度不隨之升高，H2余熱鍋爐的蒸汽產量會增加。CLHG-FR溫度升高需要的合成氣補燃量提高，從而使燃氣透平做功量增加；再次，CLHGFR溫度升高會使進入CLC-FR的溫度升高，從而使得CO2余熱鍋爐的蒸汽產量增加；此外，對于蒸汽輪機，雖然進入CLHG-SR蒸汽量增加，其抽汽量增加，但由于蒸汽產量的上升，發電量依然會提高。上述因素共同引發了發電、供熱及制氫效率的增加。由于合成氣補燃量隨著CLHG-FR溫度的升高而增加，因此，CO2捕集效率隨之下降。

4.4 化學鏈燃燒運行參數

CLC-AR 溫度對系統效率的影響見圖11。

圖11 CLC-AR溫度對系統效率的影響

由圖11 可見：隨著CLC-AR 溫度的升高，發電效率和供熱效率逐漸下降，而制氫效率和CO2捕集效率增加。這是因為CLC-AR 溫度的升高會使進入其中的空氣量減少，進一步導致補燃的合成氣量下降，燃氣輪機發電量降低；此外，燃氣輪機排氣量減少，余熱鍋爐中的蒸汽產量下降，引發蒸汽輪機做功減少?？傊?，CLC-AR 溫度的升高會使更高比例的合成氣進入化學鏈系統，導致制氫效率和CO2捕集效率增加。

CLC-FR 溫度對系統效率的影響見圖12。

圖12 CLC-FR溫度對系統效率的影響

由圖12 可見：發電效率和供熱效率隨著CLCFR 溫度的升高而上升，而制氫效率和CO2捕集效率隨之下降。CLC-FR 為放熱反應器，CLC-FR 溫度升高會引起進入CLC-AR 的熱量增加，為了保持后者溫度不升高，增加進入其中的空氣量。而為了達到燃氣輪機既定補燃溫度，合成氣補燃量隨之增加，從而提高了燃氣輪機的發電量以及相應余熱鍋爐的蒸汽發生量。此外，由于進入化學鏈系統的合成氣量降低，CO2余熱鍋爐蒸汽產量降低。綜合來看，蒸汽輪機發電量變化較小，發電量的增加主要來自燃氣輪機做功量的增加。隨著CLC-FR 溫度的升高，合成氣補燃量提高，從而導致制氫效率和CO2捕集效率的下降。

5 總結

基于生物質氣化構建了電-熱-氫三聯供協同CO2捕集系統，建立系統模型并進行了模擬計算。研究了多種運行參數對系統發電效率、供熱效率、制氫效率及CO2捕集效率的影響，結果表明系統具有良好的電-熱-氫三聯供調節靈活性。

1)生物質氣化溫度升高，合成氣有效氣體產率、熱值及冷煤氣效率增加，且系統各效率均隨之增加，但當溫度超過900 ℃以后，上述指標基本不變。

2)燃氣輪機補燃溫度增加，發電效率和供熱效率大幅增加，而制氫效率和CO2捕集效率隨之降低。

3)對于CLHG 模塊，制氫效率隨Fe3O4循環流率的增加而增加，發電效率和供熱效率隨之降低。當CLHG-SR 水蒸氣流率低于100%時，制氫效率隨水蒸氣流率的增加而增加；當其超過100%以后，制氫效率保持不變，而發電效率和供熱效率下降。提高CLHG-SR 溫度可增加制氫效率和CO2捕集效率，但發電效率和供熱效率下降；而提高CLHGFR 溫度可引發發電效率、供熱效率和制氫效率同步上升，而CO2捕集效率下降。

4)對于CLC 模塊，提高CLC-AR 溫度時，制氫效率和CO2捕集效率增加，而發電效率和供熱效率下降；提高CLC-FR 溫度時，發電效率和供熱效率增加，而制氫效率和CO2捕集效率下降。

5)從各變量因素對系統電-熱-氫三聯供調節的敏感性來看，氣化溫度、補燃溫度及CLHG 鐵氧化物循環流率對電-熱-氫三者均有顯著影響，而CLHG-SR 水蒸氣流率只對制氫效率具有顯著影響。