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生產(chǎn)線——位于新疆哈密的風(fēng)光多能互補制綠色低碳高值煤基化學(xué)品新材料項目，于近日召開可研報告評審會；在河南省發(fā)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(xué)有限公司16MW光伏制氫示范項目入選，到2023年制氫規(guī)模擬達到240萬Nm3/年；結(jié)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(yīng)用，宣布將在“十四五”期間謀劃一批科技創(chuàng)新項目……

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)鏈進軍

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。”中國國際經(jīng)濟交流中心科研信息部部長、能源政策研究所負責(zé)人景春梅舉例，在煤化工反應(yīng)中，第一步“煤氣化”過程就會產(chǎn)氫，這些副產(chǎn)氫讓煤企具備“量”的優(yōu)勢。

除了上游環(huán)節(jié)，部分企業(yè)進一步向氫能全產(chǎn)業(yè)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(yè)運營加氫站，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，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(chǎn)業(yè)發(fā)展專題會上，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。

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。

由煤制“灰氫”向清潔“綠氫”轉(zhuǎn)變

煤企制氫優(yōu)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(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，才能達到碳減排目的。”中國工程院院士衣寶廉表示，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。

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(chǎn)氧，進一步與煤制氫結(jié)合，收集二氧化碳注入油井，以此提高產(chǎn)油量。“日本在澳洲搞褐煤制氫就是結(jié)合二氧化碳封存，通過儲氫載體甲基環(huán)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(fā)負責(zé)人何廣利也稱，從全生命周期碳排放來看，現(xiàn)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(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。”

如其所言，部分企業(yè)已展開探索。據(jù)寧夏寶豐能源集團相關(guān)負責(zé)人介紹，該集團太陽能電解水制氫綜合示范項目，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”，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(chǎn)高端化工產(chǎn)品。“煤的碳含量高、氫含量低，烯烴產(chǎn)品恰恰相反，因此需要用煤和水制氫氣，反應(yīng)過程排放二氧化碳。電解水制氫純度等級高，雜質(zhì)氣體少，考慮減排效益，與可再生能源結(jié)合電解水制‘綠氫’被認(rèn)為是實現(xiàn)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(zhǔn)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(shù)解決煤制氫碳排放的方式，并建成相應(yīng)的示范項目，但因成本偏高，規(guī)模化推廣還需要政策支持。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(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。“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。究竟在哪個細分領(lǐng)域布局，煤企既要看到自己能做什么，也要把握行業(yè)、地區(qū)的整體情況。“比如，儲運至今仍是氫能產(chǎn)業(yè)面臨的堵點，占到終端用氫成本的50%左右。煤炭企業(yè)不少項目位于中西部地區(qū)，即便是成本低廉的煤制氫，超過一定運距后經(jīng)濟性也將大打折扣。產(chǎn)得出，如何運得出？再如，燃料電池及車輛是一個相當(dāng)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈，很多專做氫能的公司研發(fā)多年才有突破，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)布氫能相關(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。”

劉國躍表示，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向主要包括清潔能源基礎(chǔ)燃料、能量儲存介質(zhì)、不同能源行業(yè)耦合的重要媒介。國家能源集團將結(jié)合自身實際，發(fā)揮在新能源制氫、工業(yè)附加制氫方面的優(yōu)勢，將制氫、儲氫作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的切入點，推進氫能與煤基能源產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。