“2021年2月9日第一臺(tái)電解槽開(kāi)始送電調(diào)試，首批建設(shè)30臺(tái)1000標(biāo)方/小時(shí)的電解水制氫設(shè)備，綠氫產(chǎn)能2.4億標(biāo)方/年（2.14萬(wàn)噸），項(xiàng)目產(chǎn)出的氫氣送入化工裝置。自2022年起，規(guī)劃每年增加綠氫產(chǎn)能3億標(biāo)方，年新增消減化工裝置碳排放總量的5%，力爭(zhēng)用10年時(shí)間完成企業(yè)50%碳減排，用20年時(shí)間率先實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳中和。”日前，寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司（下稱“寶豐能源”）發(fā)布2021年年報(bào)，披露其在氫能產(chǎn)業(yè)方面的最新進(jìn)展。

寶豐能源主產(chǎn)聚乙烯、聚丙烯和焦炭等，產(chǎn)品原料無(wú)一例外來(lái)自煤炭。正如其年報(bào)所言，“煤炭的穩(wěn)定供應(yīng)是公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)”。布局綠氫，不僅可推動(dòng)減排，帶來(lái)生態(tài)效益，還可助力探索出新能源與現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)一體化融合發(fā)展的新模式，并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

隨著氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，“煤”“氫”聯(lián)動(dòng)效益如何持續(xù)顯現(xiàn)，已成為煤炭上下游企業(yè)共同關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

助力煤炭下游產(chǎn)業(yè)深度脫碳

“煤的碳含量高、氫含量低，烯烴恰好相反，因此煤制烯烴生產(chǎn)過(guò)程需要加氫。以煤和水制取氫氣的方式，同時(shí)會(huì)排放大量二氧化碳。”以煤制烯烴產(chǎn)品為例，寶豐能源相關(guān)人士解釋稱，不同于傳統(tǒng)制氫路線，電解水制氫純度等級(jí)高、雜質(zhì)氣體少，“只要有足夠的綠氫，煤制烯烴排放二氧化碳的問(wèn)題可以基本消除。”

事實(shí)上，高碳排放亦是煤炭下游產(chǎn)業(yè)面臨的共性難題。開(kāi)源證券分析指出，在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)下，現(xiàn)代煤化工等“用煤大戶”亟待實(shí)現(xiàn)低碳排放，清潔低碳轉(zhuǎn)型壓力與日俱增。“在政策大力支持下，氫能行業(yè)具備廣闊發(fā)展前景。隨著政策體系不斷完善，已在氫能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局或者規(guī)劃的傳統(tǒng)能源企業(yè)將從中受益。”

注意到，不少企業(yè)已采取行動(dòng)。例如，兗礦能源依托現(xiàn)有煤化工產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，有序發(fā)展下游制氫等產(chǎn)業(yè)，將力爭(zhēng)5年-10年讓氫氣供應(yīng)能力超過(guò)10萬(wàn)噸/年。國(guó)家能源集團(tuán)將推進(jìn)新能源制氫與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展、煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸及輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代，更好發(fā)揮氫能與傳統(tǒng)化石能源、新能源的耦合作用。除了單個(gè)企業(yè)，部分大型基地也已明確目標(biāo)。以我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)示范區(qū)寧東基地為例，其將在“十四五”期間大力發(fā)展氫能。到2025年，基地可再生能源制氫產(chǎn)能將達(dá)到30萬(wàn)噸以上，降低煤炭消費(fèi)360萬(wàn)噸標(biāo)煤、減排二氧化碳700萬(wàn)噸。

“布局氫能對(duì)寶豐能源來(lái)說(shuō)是一條長(zhǎng)遠(yuǎn)的綠色發(fā)展之路。綠氫作為連接可再生能源與終端應(yīng)用場(chǎng)景的綠色二次能源，將在現(xiàn)代化工領(lǐng)域扮演深度脫碳的重要角色。”上述負(fù)責(zé)人告訴記者。

工業(yè)副產(chǎn)氫未得到充分利用

除了“用于煤”，部分氫能也產(chǎn)自以煤為原料的項(xiàng)目及生產(chǎn)工藝。諸如合成氨、甲醇合成等裝置，以及高溫焦化副產(chǎn)焦?fàn)t氣、蘭炭副產(chǎn)煤氣等生產(chǎn)過(guò)程，均富含可觀的工業(yè)副產(chǎn)氫。“我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)，工業(yè)副產(chǎn)氫總產(chǎn)量全球第一，且氫源更易獲得。”北京佳安氫源科技股份有限公司總經(jīng)理江風(fēng)表示。

國(guó)家發(fā)改委近日印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035 年）》提出，結(jié)合資源稟賦特點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術(shù)路線，逐步推動(dòng)構(gòu)建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。在焦化、氯堿、丙烷脫氫等行業(yè)集聚地區(qū)，優(yōu)先利用工業(yè)副產(chǎn)氫，鼓勵(lì)就近消納，降低工業(yè)副產(chǎn)氫供給成本。“十四五”期間，“初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系”。

定位已經(jīng)明確，行動(dòng)須跟上。“工業(yè)副產(chǎn)氫的利用率依然不高。”天能控股集團(tuán)董事長(zhǎng)張?zhí)烊翁寡裕I(yè)副產(chǎn)氫是產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物，但因純度較低、成分復(fù)雜，加之受制于技術(shù)手段，在工程建設(shè)之初的工藝設(shè)計(jì)時(shí)未對(duì)其綜合利用進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，目前多采用燃燒等低效利用途徑，甚至直接送到火炬排空。

張?zhí)烊闻e例，去年全國(guó)燒堿產(chǎn)量約3900萬(wàn)噸，每噸燒堿副產(chǎn)約合0.025噸氫氣。很多企業(yè)往往更關(guān)注主產(chǎn)品，副產(chǎn)氫放空率高達(dá)30%，意味著全年近30萬(wàn)噸氫氣被白白放空。“按照每輛氫燃料電池車每天加注5公斤氫氣，行駛里程200公里來(lái)算，僅這些副產(chǎn)氫經(jīng)過(guò)純化，就能夠供應(yīng)約16.4萬(wàn)輛氫燃料電池車。煤化工行業(yè)也將富余的工業(yè)副產(chǎn)氫進(jìn)行‘點(diǎn)燈’‘排空’處理，若進(jìn)行提純利用，既有效降低了氫氣成本，也解決了大規(guī)模生產(chǎn)難題，真正做到變廢為寶。”

分階段因地制宜推進(jìn)聯(lián)動(dòng)

“現(xiàn)階段，我國(guó)氫源相對(duì)單一，電解水制氫和可再生能源制氫尚未大規(guī)模推廣利用。中短期，可重點(diǎn)提高工業(yè)副產(chǎn)氫的綜合利用，建議因地制宜，鼓勵(lì)副產(chǎn)氫企業(yè)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)行工藝提純，將副產(chǎn)氫轉(zhuǎn)化為可高值利用的氫能源。重點(diǎn)鼓勵(lì)副產(chǎn)氫企業(yè)布局加氫站，打通氫能運(yùn)輸通道，完善氫能供應(yīng)鏈。”張?zhí)烊芜M(jìn)一步建議。

江風(fēng)認(rèn)為，站在市場(chǎng)角度，工業(yè)副產(chǎn)氫也應(yīng)該分階段發(fā)展。“初期以示范項(xiàng)目為主，氫氣用量較小，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)影響小，以氫源經(jīng)濟(jì)便利為主。中期以大工業(yè)項(xiàng)目為主，氫氣用量適中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦。當(dāng)氫氣需求和使用量巨大時(shí)，需要更注重綠色發(fā)展，統(tǒng)籌規(guī)劃氫源分布，與其他氫源一起實(shí)現(xiàn)多元供給。”

加強(qiáng)“煤”“氫”聯(lián)動(dòng)的路徑還有很多。張?zhí)烊闻e例，在煤化工行業(yè)加大技改補(bǔ)貼，鼓勵(lì)企業(yè)優(yōu)化工藝工序，減少煤制氫的權(quán)重，將可再生能源制氫作為煤化工下游原輔材料的來(lái)源。在冶金行業(yè)，以氫氣代替煤炭作為還原劑的氫冶金技術(shù)是最佳脫碳途徑，鼓勵(lì)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)氫能冶煉等低碳冶煉技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用力度，鼓勵(lì)鋼鐵等冶煉企業(yè)推廣“氫冶煉”。

“煤炭企業(yè)可充分利用已有產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，進(jìn)行多能融合發(fā)展。”在國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所研究員郭焦鋒看來(lái)，煤礦較多集中于山西、內(nèi)蒙古、新疆、寧夏等地區(qū)，這些地區(qū)風(fēng)光資源豐富，發(fā)展可再生能源電解水制氫潛力巨大。有能力的企業(yè)可利用煤礦現(xiàn)有的土地資源優(yōu)勢(shì)，有序、合理開(kāi)發(fā)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)實(shí)施煤化工與新能源耦合發(fā)展，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工綠色低碳轉(zhuǎn)型。