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專家建議，對于煤炭企業(yè)來說，不應(yīng)該盲目地追求氫的產(chǎn)量，而應(yīng)該注意氫的來源，綠氫是可持續(xù)發(fā)展的方向，也是煤炭企業(yè)減少碳排放的重要途徑。
以煤氣化制合成氣為龍頭，耦合風(fēng)、光水電解制氫，建設(shè)70萬噸/年聚烯烴、10億立方米/年液化天然氣兩條主要生產(chǎn)線——位于新疆哈密的綠色低碳高值煤基化學(xué)品新材料項(xiàng)目，近日召開可行性研究報(bào)告評審會(huì)；在河南省發(fā)改委剛剛公布的可再生能源制氫示范項(xiàng)目名單中，河南平煤神馬東大化學(xué)有限公司16MW光伏制氫示范項(xiàng)目入選，到2023年，制氫規(guī)模擬達(dá)到240萬Nm3/年；結(jié)合自身需求，國家能源集團(tuán)注重氫能、氨能在煤炭運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用，宣布將在“十四五”期間規(guī)劃一批科技創(chuàng)新項(xiàng)目。
自今年年初以來，煤和氫之間的聯(lián)系一直很頻繁。許多煤炭企業(yè)瞄準(zhǔn)氫能，作為低碳轉(zhuǎn)型和業(yè)務(wù)發(fā)展的起點(diǎn)，“氫”裝上陣，煤炭企業(yè)的前景如何？
從上游制氫到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈
根據(jù)中國氫能聯(lián)盟、中國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)等不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，煤制氫仍然是中國的主要?dú)湓矗a(chǎn)量占60%以上，“煤炭企業(yè)涉足氫能產(chǎn)業(yè)的最大優(yōu)勢在于原料豐富，技術(shù)成熟。目前，每公斤煤制氫成本僅為電解水制氫成本的1/4-1/5?！敝袊鴩H經(jīng)濟(jì)交流中心科研信息部部長、能源政策研究所所長景春梅舉例表示，在煤化工反應(yīng)中，煤氣化過程的第一步就是產(chǎn)氫，
除上游環(huán)節(jié)外，部分企業(yè)還進(jìn)一步延伸到氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。國家能源集團(tuán)布局較早，初步形成了國家氫能項(xiàng)目布局。例如，江蘇省如皋市建設(shè)的全天候商業(yè)運(yùn)營加氫站是中國第一個(gè)行政審批完整、完全市場化發(fā)展的國際標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)加氫站。1月24日，河北省張家口市萬全油氫電綜合能源站正式啟動(dòng)，集加油、加氫、充電于一體，為冬奧會(huì)提供氫保障。
在國家能源集團(tuán)最新召開的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專題會(huì)議上，總經(jīng)理劉國躍提出，在現(xiàn)有科研成果和發(fā)展的基礎(chǔ)上，把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景，選擇良好的技術(shù)路線，穩(wěn)步開展工程技術(shù)示范，穩(wěn)步布局項(xiàng)目。推進(jìn)新能源發(fā)電與電解水制氫耦合發(fā)展、新能源制氫與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展、煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸和輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代，更好地發(fā)揮傳統(tǒng)化石能源與可再生能源、新能源的耦合作用。
地方煤炭公司也在大膽嘗試。在山西，中國最大的獨(dú)立商品焦和煉焦煤生產(chǎn)商美錦能源在佛山、云浮、山西太原、晉中等地建設(shè)了8座加氫站，去年共銷售了357輛氫燃料汽車。山東能源集團(tuán)依托煤化工優(yōu)勢，積極布局制氫、儲(chǔ)氫、氫產(chǎn)業(yè)鏈，計(jì)劃建設(shè)海陸風(fēng)電、光伏、氫能“雙千萬、雙園區(qū)”新能源產(chǎn)業(yè)集群。
從煤制灰 氫到清潔綠氫轉(zhuǎn)變
煤炭企業(yè)制氫優(yōu)勢突出，但缺點(diǎn)也非常明顯。“氫能是零碳燃料，也是化石能源和可再生能源之間過渡和轉(zhuǎn)換的橋梁。煤制氫技術(shù)相對成熟，成本較低，但同時(shí)將制氫生產(chǎn)的二氧化碳捕捉和封存，才達(dá)到碳減排的目的。”中國工程院院士衣寶廉表示，基于氫產(chǎn)業(yè)清潔低碳發(fā)展的初衷，煤制氫將逐漸被基于可再生能源的綠氫所取代。
為了解決脫碳問題，衣寶廉提出對二氧化碳進(jìn)行集中處理，如利用電解水制氫的副產(chǎn)氧，進(jìn)一步與煤制氫結(jié)合，收集二氧化碳并注入油井，以提高產(chǎn)油量?！叭毡驹诎拇罄麃啅氖潞置褐茪涫墙Y(jié)合二氧化碳封存，通過儲(chǔ)氫載體甲基環(huán)乙烷運(yùn)至日本，然后脫氫為甲苯，制取氫氣?！?/span>
北京低碳清潔能源研究院氫能研發(fā)負(fù)責(zé)人何廣利也表示，從整個(gè)生命周期的碳排放來看，現(xiàn)有的煤制氫方法違反了清潔低碳的要求?！皬倪@個(gè)角度來看，煤制氫不僅沒有優(yōu)勢，而且由于生產(chǎn)過程中的碳排放，反倒是第一個(gè)受到影響的行業(yè)。對于企業(yè)來說，不能盲目地追求生產(chǎn)多少氫，還要注意氫從哪里來。低碳?xì)湓词强沙掷m(xù)發(fā)展的方向，這也是煤化工企業(yè)減少碳排放的重要途徑?！?/span>
正如所說，一些企業(yè)已經(jīng)進(jìn)行了探索。據(jù)寧夏寶豐能源集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，集團(tuán)太陽能電解水制氫綜合示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)年產(chǎn)2.4億標(biāo)方綠氫，1.2億標(biāo)方綠氧，可直接供應(yīng)化工裝置，綠氫代替煤炭原料，綠氧代替煤炭燃料生產(chǎn)高端化工產(chǎn)品?！懊旱奶己扛摺浜康?，烯烴產(chǎn)品正好相反，因此需要煤和水制氫，反應(yīng)過程中排放二氧化碳。電解水制氫純度等級高，雜質(zhì)氣體少，考慮到減排效率，結(jié)合可再生能源，電解水制氫被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)脫碳的最佳途徑，只要有足夠的‘綠氫’，煤制烯烴碳的排放問題就可以基本消除?！?/span>
綜合各種因素找準(zhǔn)切入點(diǎn)
何廣利進(jìn)一步提出，現(xiàn)有支持二氧化碳處理技術(shù)解決煤制氫碳排放的方法，并建立了相應(yīng)的示范項(xiàng)目，但由于成本高，大規(guī)模推廣也需要政策支持。另一種減碳方法是“煤炭+新能源”。用可再生能源制氫代替灰氫。在滿足自用需求的基礎(chǔ)上，企業(yè)可以考慮作為氫源供應(yīng)單位，將盈余的綠氫向外供給。隨著可再生能源成本的持續(xù)下降，經(jīng)濟(jì)問題將逐步改善。
景春梅承認(rèn)，許多煤炭企業(yè)專注于制氫環(huán)節(jié)，但考慮到碳減排的約束，繼續(xù)盲目擴(kuò)大煤制氫，將自己定義為氫源供應(yīng)商是不可取的?！翱稍偕茉粗茪?、耦合煤化工產(chǎn)業(yè)鏈、對工業(yè)副產(chǎn)氫進(jìn)行提純、去碳是可行的發(fā)展方向?！?/span>
除了“從哪里來”，還要注意“去哪里”。景春梅提出，氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長，涵蓋上游制備、中游儲(chǔ)運(yùn)、下游氫燃料電池、儲(chǔ)能應(yīng)用等。煤炭企業(yè)不僅要看自己能做什么，還要把握行業(yè)和地區(qū)的整體情況?！氨热鐑?chǔ)運(yùn)仍然是氫能行業(yè)面臨的堵點(diǎn)，約占終端用氫成本的50%。煤炭企業(yè)的很多項(xiàng)目都位于中西部地區(qū)，即使是低成本的煤制氫，超過一定運(yùn)輸距離后經(jīng)濟(jì)性也會(huì)大大降低。如何生產(chǎn)運(yùn)出去？再比如，燃料電池和車輛是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈，很多專門從事氫能研發(fā)多年的公司才有突破。如果煤炭企業(yè)在技術(shù)和人才方面不占優(yōu)勢，不建議貿(mào)然嘗試。此外，許多地方已經(jīng)發(fā)布了氫能相關(guān)規(guī)劃，出現(xiàn)了‘沖動(dòng)的跡象’。煤炭企業(yè)還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況算好帳、布好局，避免重復(fù)建設(shè)和產(chǎn)能趨同。”
劉國躍表示，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向主要包括清潔能源基礎(chǔ)燃料、能源儲(chǔ)存介質(zhì)和不同能源行業(yè)耦合的重要媒介。國家能源集團(tuán)將充分發(fā)揮新能源制氫和工業(yè)附加制氫的優(yōu)勢，以制氫和儲(chǔ)氫為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的切入點(diǎn)，促進(jìn)氫能與煤基能源產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
往期精選回顧：
2022中國（西部）氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨氫能產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)
