氫能的火被點(diǎn)燃了！ 在中國工程院院士彭蘇平看來，從某種意義上說，這場火來自煤炭行業(yè)。在過去的10年里，中國建立了大量的煤化工項(xiàng)目。隨著產(chǎn)能過剩問題的突出，該行業(yè)逐漸提出了下游制氫的發(fā)展理念。氫能開始與傳統(tǒng)能源高度融合，作為化石能源轉(zhuǎn)型過程中的產(chǎn)業(yè)鏈。

煤炭工業(yè)生產(chǎn)氫具有原料豐富、成本低、技術(shù)成熟的獨(dú)特優(yōu)勢，已成為目前最有效的供氫主體之一。但與此同時(shí)，由于生產(chǎn)過程中大量二氧化碳的排放，煤制氫仍存在致命的弱點(diǎn)，因此被視為不完全清潔的灰氫。與可再生能源制備的綠氫相比，其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢遠(yuǎn)低于前者。

如何解決？ 近日，記者有機(jī)會在中國煤加工利用協(xié)會主辦的首屆中國煤制氫氫能產(chǎn)業(yè)大會上采訪。

現(xiàn)階段氫源結(jié)構(gòu)以煤為主

目前，我國使用的氫氣主要來自化石能源，氫源結(jié)構(gòu)具有以煤為主的特點(diǎn)。國家發(fā)展和改革委員會能源研究所助理研究員傅冠云表示，在全球氫源中，煤制氫的平均比例約為18%，日本僅為6%，中國約為62%。根據(jù)目前的情況，煤制氫是最可靠、最便宜的供氫方式。

就制氫潛力而言，彭蘇萍介紹，根據(jù)中國煤炭資源的數(shù)量1.95假設(shè)10%用于煤氣化制氫，氫的潛力約為243.81億噸。與天然氣和電解水(按三棄電量計(jì)算)的制氫潛力相比，后兩者分別估計(jì)為5.01億噸、179.82大約1000噸。目前，中國已成為世界上最大的制氫國，潛力遠(yuǎn)未充分發(fā)揮。據(jù)中國氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)有制氫產(chǎn)能約為2500萬噸/年。

石油化工規(guī)劃院能源化工辦公室副總工程師韓紅梅表示，除了煤氣化直接制氫外，如果煤焦化獲得的工業(yè)副產(chǎn)氫也包括在內(nèi)，現(xiàn)有產(chǎn)能已經(jīng)能夠滿足氫源的需求。一個(gè)200萬噸/年的焦化廠，可以滿足100輛出租車、300輛公交車和100輛物流車輛的供應(yīng)，用5%的外部焦?fàn)t氣加工成氫能。

煤制氫在成本上也有優(yōu)勢。根據(jù)煤種的不同，規(guī)?；褐茪涞某杀究梢?a href='http://www.rogallohanggliders.com/sell/search-htm-kw-控制.html'>控制在0.8元/立方米上下，有些項(xiàng)目甚至低到0.4-0.5元/立方米。與至少2元/立方米的天然氣制氫和更昂貴的電解水制氫相比，前者具有突出的經(jīng)濟(jì)性。

以年產(chǎn)10億標(biāo)方氫氣項(xiàng)目為例，航天長征化工有限公司市場開發(fā)部部長杜國強(qiáng)在煤價(jià)470元/噸、電價(jià)的基礎(chǔ)上，為記者算了一筆細(xì)賬:采用成熟的航天粉煤加壓氣化技術(shù)0.42原料價(jià)格為元/度，新鮮水4元/噸，制氫成本僅為0.728元/立方米。

碳排放高尚未引起足夠重視

隨著氫風(fēng)的到來，巨大的市場潛力和發(fā)展前景吸引了大型煤炭企業(yè)加大對氫能行業(yè)的投資。記者發(fā)現(xiàn)，與早期專注于技術(shù)開發(fā)相比，許多煤炭企業(yè)的關(guān)注也在擴(kuò)大。

兗礦集團(tuán)國家水煤漿氣化煤化工工程研究中心總工程師吳永國表示，除上游制氫外，兗礦自主建設(shè)的第一個(gè)加氫站近期試運(yùn)行，日加注能力可達(dá)500公斤。一個(gè)投資近4億元的新能源研發(fā)創(chuàng)新中心也被列入議程，未來將用于氫技術(shù)的試放大和運(yùn)行示范。

鹿安集團(tuán)氫能產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)小組對外合作部部長胡卓林透露，集團(tuán)計(jì)劃在制氫的基礎(chǔ)上，布局氫氣儲存設(shè)施、加氫站，建設(shè)氫燃料電池生產(chǎn)線，形成上下游一體化。4-5座加氫站預(yù)計(jì)年內(nèi)開工，電池生產(chǎn)線一期已完成可行性研究和選址。

氫能產(chǎn)業(yè)呼聲高，發(fā)展熱。同時(shí)，我們也應(yīng)該看到一個(gè)突出的問題。煤炭作為一種高碳能源，產(chǎn)生的溫室氣體排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于天然氣和可再生能源，二氧化碳排放尚未從根本上得到解決。但目前，提到和關(guān)注這一問題的地區(qū)和企業(yè)并不多。彭蘇平提醒道。

韓紅梅還指出，與原材料和成本優(yōu)勢相比，煤制氫在碳減排方面的表現(xiàn)恰恰相反。根據(jù)1公斤氫排放的二氧化碳量，我們分為4個(gè)不同的檔次，最低排放量小于5公斤，最高排放量約為25公斤。煤制氫只能在第三檔，單位碳排放量約為22公斤。

這一現(xiàn)象也引起了符冠云的注意。他認(rèn)為，如果氫能目前被用作工業(yè)原料，氫將成為未來理想的二次能源，低碳清潔是其重要屬性。從能源轉(zhuǎn)型的角度來看，除了資源稟賦、經(jīng)濟(jì)成本和能源效率外，還應(yīng)考慮氫源的環(huán)境效益。在整個(gè)生命周期中實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排是一個(gè)不可避免的問題。如何建立一個(gè)低碳和清潔的氫能供應(yīng)系統(tǒng)也是我們面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

清潔化發(fā)展需要結(jié)合減碳技術(shù)

煤制氫有很多優(yōu)點(diǎn)，如何揚(yáng)長避短？記者了解到，在灰氫和綠氫之間，國際公認(rèn)的另一種類型是藍(lán)氫ccs)和其他技術(shù)促進(jìn)化石能源氫的碳中和。換句話說，只有采用科學(xué)合理的減碳技術(shù)，煤制氫才能真正清潔。

計(jì)算顯示，目前我國ccs技術(shù)成本約為350-400到2030年和2050年，預(yù)計(jì)成本將控制在210元/噸和150元/噸。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的研究，結(jié)合煤制氫路線單位氫氣產(chǎn)生二氧化碳的平均比例ccs制氫成本增加到15.85元/公斤左右。

結(jié)合上述條件，彭蘇萍指出，煤制氫 ccs目前，路線的成本相當(dāng)于天然氣制氫。2025-2030從年中期發(fā)展來看，煤制氫只配合ccs技術(shù)可以成為有效供氫的主體。進(jìn)一步放眼2030-2050年，我國能源結(jié)構(gòu)將從以化石能源為主，轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的多元格局，低碳、低成本供氫體系隨之成型。屆時(shí)，可再生能源電解水制氫將成為主體氫源，“煤制氫 ccs其他路線，如更有效的補(bǔ)充。

在此基礎(chǔ)上，符冠云認(rèn)為，近期煤制氫的發(fā)展仍可以以存量為基礎(chǔ)，滿足大規(guī)模工業(yè)氫的需求。從中長期來看，應(yīng)遵循煤制氫 ccs通過進(jìn)一步的技術(shù)開發(fā)，拓展二氧化碳利用渠道，降低成本，提高效率。

此外，中國工程院院士倪偉斗還提出了以煤氣化為主導(dǎo)的多聯(lián)合生產(chǎn)技術(shù)理念。煤炭企業(yè)不一定直接生產(chǎn)氫但也可以通過氣化生成甲醇，然后作為氫源運(yùn)輸。甲醇實(shí)際上是一種很好的氫載體，可以直接作為能源消耗，也可以進(jìn)一步產(chǎn)生氫氣。除了減少碳排放外，甲醇運(yùn)輸比直接送氫更方便，可以幫助解決氫儲存和運(yùn)輸問題，作為氫經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)。