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      煤氫聯動向全產業鏈延伸
      字號:[    ] 發布時間:2022-02-09 10:04:28 來源:中國能源報 發布人:高玉潔
        專家建議,對于煤企而言,不能一味追求產多少氫,還要關注氫從哪里來,“綠氫”才是可持續發展的方向,也是煤炭企業降低自身碳排放的重要途徑。
        以煤氣化制合成氣為龍頭,耦合風、光水電解制氫,建設70萬噸/年聚烯烴、10億立方米/年液化天然氣兩條主生產線——位于新疆哈密的風光多能互補制綠色低碳高值煤基化學品新材料項目,于近日召開可研報告評審會;在河南省發改委剛剛公布的可再生能源制氫示范項目名單中,河南平煤神馬東大化學有限公司16MW光伏制氫示范項目入選,到2023年制氫規模擬達到240萬Nm3/年;結合自身需求,國家能源集團聚焦氫能氨能在煤炭運輸板塊的應用,宣布將在“十四五”期間謀劃一批科技創新項目……
        開年以來,煤氫聯動頻繁。多家煤炭企業紛紛瞄準氫能,將其作為低碳轉型、業務拓展的抓手,“氫”裝上陣,煤炭企業前景如何?
        從上游制氫向全產業鏈進軍
        來自中國氫能聯盟、中國氫能標準化技術委員會等不同機構的數據均顯示,煤制氫目前仍是我國的主要氫源,產量占比超過60%。“煤企涉足氫能產業,最大優勢在于制氫的原料富集、技術成熟,現階段每公斤煤制氫成本僅為電解水制氫的1/4-1/5。”中國國際經濟交流中心科研信息部部長、能源政策研究所負責人景春梅舉例,在煤化工反應中,第一步“煤氣化”過程就會產氫,這些副產氫讓煤企具備“量”的優勢。
        除了上游環節,部分企業進一步向氫能全產業鏈延伸。布局較早的國家能源集團,初步形成了全國性的氫能項目布局。例如,其在江蘇省如皋市打造的全天候商業運營加氫站,是國內第一個行政審批完備、完全市場化開發的國際標準商業加氫站。1月24日,由其建設的河北省張家口市萬全油氫電綜合能源站正式啟動,集加油、加氫、充電于一體,為冬奧會提供氫源保障。
        在國家能源集團最新召開的氫能產業發展專題會上,總經理劉國躍提出,將在已有科研成果和發展基礎上,把握氫能產業發展脈絡,選擇好技術路線,穩步開展工程科技示范,扎實穩妥布局項目。要推進新能源發電與電解水制氫耦合發展、新能源制氫與現代煤化工耦合發展、煤炭生產運輸及輔助環節的氫基新能源替代,更好發揮氫能在傳統化石能源和可再生能源、新能源的耦合作用。
        地方煤企也在大膽嘗試。在山西,全國最大的獨立商品焦和煉焦煤生產商美錦能源,目前已在廣東佛山、云浮,山西太原、晉中等地建成8座加氫站,去年共售出氫燃料汽車357輛。依托煤化工優勢,山東能源集團積極布局制氫、儲氫、用氫產業鏈,計劃打造海陸風電、光伏、氫能“雙千萬、雙園區”新能源產業集群。
        由煤制“灰氫”向清潔“綠氫”轉變
        煤企制氫優勢突出,短板卻也十分明顯。“氫能是零碳燃料,又是化石能源和可再生能源之間過渡和轉換的橋梁。煤制氫技術較為成熟、成本較低,但同時將制氫產生的二氧化碳捕捉和封存,才能達到碳減排目的。”中國工程院院士衣寶廉表示,基于氫能產業清潔低碳的發展初衷,煤制氫逐漸會被基于可再生能源的“綠氫”所替代。
        為解決脫碳問題,衣寶廉提出對二氧化碳集中進行處理,比如利用電解水制氫的副產氧,進一步與煤制氫結合,收集二氧化碳注入油井,以此提高產油量。“日本在澳洲搞褐煤制氫就是結合二氧化碳封存,通過儲氫載體甲基環乙烷運至日本,再脫氫為甲苯,制取氫氣。”
        北京低碳清潔能源研究院氫能研發負責人何廣利也稱,從全生命周期碳排放來看,現有煤制氫方式與清潔低碳要求相違背。“以此衡量,煤制氫非但不占優勢,由于生產過程排碳,反倒是首當其沖受到影響的產業。對于企業而言,不能一味追求產多少氫,還要關注氫從哪里來,低碳的氫源才是可持續發展方向,反過來也是煤化工企業降低自身碳排放的重要途徑。”
        如其所言,部分企業已展開探索。據寧夏寶豐能源集團相關負責人介紹,該集團太陽能電解水制氫綜合示范項目,建成后預計年產2.4億標方“綠氫”、1.2億標方“綠氧”,可直供化工裝置,“綠氫”替代煤炭原料、“綠氧”替代煤炭燃料生產高端化工產品。“煤的碳含量高、氫含量低,烯烴產品恰恰相反,因此需要用煤和水制氫氣,反應過程排放二氧化碳。電解水制氫純度等級高,雜質氣體少,考慮減排效益,與可再生能源結合電解水制‘綠氫’被認為是實現脫碳的最佳途徑。只要有足夠的‘綠氫’,煤制烯烴碳排放問題可以基本消除。”
        綜合多方因素找準切入點
        何廣利進一步提出,目前已有配套二氧化碳處理技術解決煤制氫碳排放的方式,并建成相應的示范項目,但因成本偏高,規;茝V還需要政策支持。另一種減碳方式是“煤炭+新能源”。“利用可再生能源制氫替代‘灰氫’,在滿足自用的基礎上,企業可以考慮作為氫源供應單位,將盈余的‘綠氫’向外供給。隨著可再生能源成本持續下降,經濟性問題將逐步改善。”
        景春梅坦言,諸多煤企集中在制氫環節發力,但考慮到碳減排約束,繼續一味做大煤制氫,將自己定義成氫源供應商的思路不可取。“可再生能源制氫、耦合煤化工產業鏈,對工業副產氫進行提純、去碳是可行的發展方向。”
        除了“從哪里來”,還要關注“到哪里去”。景春梅提出,氫能產業鏈較長,覆蓋上游制備、中游儲運及下游的氫燃料電池、儲能應用等。究竟在哪個細分領域布局,煤企既要看到自己能做什么,也要把握行業、地區的整體情況。“比如,儲運至今仍是氫能產業面臨的堵點,占到終端用氫成本的50%左右。煤炭企業不少項目位于中西部地區,即便是成本低廉的煤制氫,超過一定運距后經濟性也將大打折扣。產得出,如何運得出?再如,燃料電池及車輛是一個相當復雜的產業鏈,很多專做氫能的公司研發多年才有突破,煤炭企業若在技術、人才等方面不占優勢,不建議貿然嘗試。此外,多地紛紛發布氫能相關規劃,一哄而上的苗頭初現。煤企還要結合實際情況算好帳、布好局,避免重復建設、產能趨同。”
        劉國躍表示,氫能產業發展方向主要包括清潔能源基礎燃料、能量儲存介質、不同能源行業耦合的重要媒介。國家能源集團將結合自身實際,發揮在新能源制氫、工業附加制氫方面的優勢,將制氫、儲氫作為產業發展的切入點,推進氫能與煤基能源產業、新能源產業協調發展。
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