【知識傳遞】煤氫聯(lián)動、“氫”裝上陣，煤炭企業(yè)如何下好氫能這盤棋？什么是灰氫藍(lán)氫綠氫？

時間變成水 2022-02-11

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文章來源：中國能源報朱研

氫能被認(rèn)為是最為清潔環(huán)保的燃料，其燃燒產(chǎn)物只產(chǎn)生能量和水。雖然氫能是清潔的可再生能源，在釋放能量的過程中沒有碳排放，但目前生產(chǎn)氫能的過程卻并不是百分之百“零碳”。根據(jù)氫氣制備的來源，通過化石燃料（例如石油、天然氣、煤炭等）燃燒產(chǎn)生的氫氣被稱為“灰氫”，在生產(chǎn)過程中會有二氧化碳等排放。目前，市面上絕大多數(shù)氫氣是灰氫，約占當(dāng)今全球氫氣產(chǎn)量的95％左右。

將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成的被稱為“藍(lán)氫”，雖然天然氣也屬于化石燃料，在生產(chǎn)藍(lán)氫時也會產(chǎn)生溫室氣體，但由于使用了碳捕捉、利用與儲存（CCUS）等先進(jìn)技術(shù)，溫室氣體被捕獲，減輕了對地球環(huán)境的影響，實現(xiàn)了低排放生產(chǎn)。

通過使用再生能源（例如太陽能、風(fēng)能、核能等）制造的氫氣被稱為“綠氫”，例如通過可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫，在生產(chǎn)綠氫的過程中，完全沒有碳排放。綠氫是氫能利用的理想形態(tài)，但受到目前技術(shù)及制造成本的限制，綠氫實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用還需要時間。

專家建議，對于煤企而言，不能一味追求產(chǎn)多少氫，還要關(guān)注氫從哪里來，“綠氫”才是可持續(xù)發(fā)展的方向，也是煤炭企業(yè)降低自身碳排放的重要途徑。

開年以來，煤氫聯(lián)動頻繁。多家煤炭企業(yè)紛紛瞄準(zhǔn)氫能，將其作為低碳轉(zhuǎn)型、業(yè)務(wù)拓展的抓手，“氫”裝上陣，煤炭企業(yè)前景如何？

從上游制氫向全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)軍

開年以來，已有煤氫聯(lián)動項目公開：

來自中國氫能聯(lián)盟、中國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會等不同機構(gòu)的數(shù)據(jù)均顯示，煤制氫目前仍是我國的主要氫源，產(chǎn)量占比超過60%。“煤企涉足氫能產(chǎn)業(yè)，最大優(yōu)勢在于制氫的原料富集、技術(shù)成熟，現(xiàn)階段每公斤煤制氫成本僅為電解水制氫的1/4-1/5。”

國家能源集團總經(jīng)理劉國躍提出，將在已有科研成果和發(fā)展基礎(chǔ)上，把握氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈絡(luò)，選擇好技術(shù)路線，穩(wěn)步開展工程科技示范，扎實穩(wěn)妥布局項目。要推進(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)運輸及輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代，更好發(fā)揮氫能在傳統(tǒng)化石能源和可再生能源、新能源的耦合作用。

除了上游環(huán)節(jié)，部分企業(yè)進(jìn)一步向氫能全產(chǎn)業(yè)鏈延伸。國家能源集團如皋加氫站，是國內(nèi)第一個行政審批完備、完全市場化開發(fā)的國際標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)加氫站。1月24日，由其建設(shè)的河北省張家口市萬全油氫電綜合能源站正式啟動，為冬奧會提供氫源保障。

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(chǎn)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(yōu)勢，山東能源集團積極布局制氫、儲氫、用氫產(chǎn)業(yè)鏈，計劃打造海陸風(fēng)電、光伏、氫能“雙千萬、雙園區(qū)”新能源產(chǎn)業(yè)集群。

煤氫聯(lián)動：“灰氫”向“綠氫”轉(zhuǎn)變

煤企制氫優(yōu)勢突出，短板卻也十分明顯。中國工程院院士衣寶廉表示：“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(zhuǎn)換的橋梁。煤制氫技術(shù)較為成熟、成本較低，但同時將制氫產(chǎn)生的二氧化碳捕捉和封存，才能達(dá)到碳減排目的?！?/strong>

北京低碳清潔能源研究院氫能研發(fā)負(fù)責(zé)人何廣利稱：“從全生命周期碳排放來看，煤制氫非但不占優(yōu)勢，由于生產(chǎn)過程排碳，反倒是首當(dāng)其沖受到影響的產(chǎn)業(yè)。對于企業(yè)而言，不能一味追求產(chǎn)多少氫，還要關(guān)注氫從哪里來，低碳的氫源才是可持續(xù)發(fā)展方向，反過來也是煤化工企業(yè)降低自身碳排放的重要途徑?！?/section>
基于氫能產(chǎn)業(yè)清潔低碳的發(fā)展初衷，煤制氫逐漸會被基于可再生能源的“綠氫”所替代。
我國首個大型示范項目——寧夏寶豐太陽能電解水制氫綜合示范項目率先試水。據(jù)悉，該項目建成后預(yù)計年產(chǎn)2.4億標(biāo)方“綠氫”、1.2億標(biāo)方“綠氧”，氫氣一方面將與寶豐現(xiàn)有煤化工裝置有機結(jié)合，實現(xiàn)甲醇生產(chǎn)過程的降本增效和節(jié)能減排；另一方面，將配合銀川市城市氫能源示范公交專線、寧東能源化工基地氫能源通勤大巴和新能源公交，以及企業(yè)同步氫能源通勤大巴、氫能源重卡、氫能源公交等方式。

“氫”裝上陣：綜合多方因素找準(zhǔn)切入點

配套二氧化碳處理技術(shù)解決煤制氫碳排放的方式因成本偏高，規(guī)?；茝V還需要政策支持。另一種減碳方式是“煤炭+新能源”?！袄每稍偕茉粗茪涮娲?灰氫’，在滿足自用的基礎(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持續(xù)下降，經(jīng)濟性問題將逐步改善。”

景春梅坦言，諸多煤企集中在制氫環(huán)節(jié)發(fā)力，但考慮到碳減排約束，繼續(xù)一味做大煤制氫，將自己定義成氫源供應(yīng)商的思路不可取?！?strong>可再生能源制氫、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。”

除了“從哪里來”，還要關(guān)注“到哪里去”。景春梅提出，氫能產(chǎn)業(yè)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(yīng)用等。很多專做氫能的公司研發(fā)多年才能在某一細(xì)分領(lǐng)域有突破，煤炭企業(yè)若在技術(shù)、人才等方面不占優(yōu)勢，不建議貿(mào)然嘗試。此外，多地紛紛發(fā)布?xì)淠芟嚓P(guān)規(guī)劃，一哄而上的苗頭初現(xiàn)。煤企還要結(jié)合實際情況算好帳、布好局，避免重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能趨同。”

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