中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“隨著燃料電池汽車逐步規(guī)模化，下一步可考慮推廣煤制氫。特別是劣質(zhì)煤制氫，可以說(shuō)是把最臟的資源變成了最干凈的燃料，實(shí)現(xiàn)清潔利用。”近日在接受記者采訪時(shí)，中國(guó)科學(xué)院院士衣寶廉特別“點(diǎn)名”煤制氫。
“2050年我們將迎來(lái)氫能時(shí)代，形成10萬(wàn)億元產(chǎn)能規(guī)模。煤的最佳應(yīng)用方式就是制氫，煤制氫未來(lái)將作為新能源的一個(gè)重頭戲?！贝饲暗墓_發(fā)言中，中國(guó)工程院院士干勇如是說(shuō)。
“氫能是最低碳的清潔能源，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，煤氣化制氫的成本優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯?！敝袊?guó)工程院院士顧大釗則這樣評(píng)價(jià)。
多位院士在不同場(chǎng)合、不同時(shí)間、不約而同提及煤制氫，這并非偶然。近期氫燃料電池汽車的大熱，著實(shí)讓煤制氫又火一把，不少業(yè)內(nèi)人士甚至將其視為未來(lái)氫能的主要來(lái)源。厚望之下，煤制氫能否扛起未來(lái)供氫重任？
產(chǎn)量巨大，成本可觀
煤制氫，即通過(guò)利用氣化技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)產(chǎn)物，經(jīng)分離處理提取高純度的氫氣。在我國(guó)，煤制氫實(shí)際早有廣泛應(yīng)用。
根據(jù)亞化咨詢《中國(guó)煤制氫年度報(bào)告2018》統(tǒng)計(jì)，2010年至今，全國(guó)新建大型煉廠煤/石油焦制氫項(xiàng)目6套，煤制氫的總規(guī)模約為80.5萬(wàn)標(biāo)立米/小時(shí)。另有15個(gè)擬在建煉化一體化項(xiàng)目，其中11個(gè)確定采用煤氣化制氫工藝。
“我國(guó)是全世界最大的氫能用戶，2016年煤制氫產(chǎn)量已達(dá)1700-1800萬(wàn)噸，算是非常大了。只不過(guò)此前多用于合成氨、石油煉化等工業(yè)領(lǐng)域，距離我們生活較遠(yuǎn)。隨著氫燃料電池汽車熱門起來(lái)，煤制氫作為氫源之一，逐漸進(jìn)入公眾視野?！眹?guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究所氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利稱。
從工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車產(chǎn)業(yè)，煤制氫是否可行？從產(chǎn)量來(lái)看，何廣利認(rèn)為并無(wú)問(wèn)題?！拔覀円约瘓F(tuán)自己的項(xiàng)目做過(guò)測(cè)算，如將現(xiàn)行煤氣化設(shè)施全部用來(lái)制氫，年產(chǎn)氫能約400萬(wàn)噸。這一產(chǎn)量，足以供應(yīng)4000萬(wàn)輛燃料電池乘用車。按照年產(chǎn)1800萬(wàn)噸的總規(guī)模換算，供應(yīng)量則達(dá)1.8億輛車。即使不再增加新的制氫能力，也可滿足燃料電池汽車規(guī)?；褂谩！?
再?gòu)某杀痉治?，在煤化工資深專家、三聚環(huán)保新材料股份有限公司副總裁任相坤看來(lái)，煤制氫是所有制氫途徑中，最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用的一種。“我國(guó)以煤為主的資源稟賦，首先為煤制氫奠定基礎(chǔ)，資源豐富、易得。其次取決于不同煤質(zhì)，規(guī)?；茪涑杀灸壳霸?.8元/立方米左右，相比至少2元/立方米的天然氣制氫，及成本更高的電解水制氫，煤制氫優(yōu)勢(shì)非常明顯?！?
此外技術(shù)層面，多位專家向記者表示，現(xiàn)已進(jìn)入成熟應(yīng)用階段，可靠而先進(jìn)?！拔覈?guó)的煤制氫技術(shù)，甚至堪稱全球領(lǐng)先?！焙螐V利說(shuō)。
儲(chǔ)運(yùn)、環(huán)保仍是瓶頸
產(chǎn)能有保障、物美且價(jià)廉，煤制氫是否就能承擔(dān)氫燃料電池的規(guī)?；?yīng)？記者在采訪中獲悉，事實(shí)并非如此。
首先，工藝環(huán)節(jié)仍有制約?！扒岸酥茪涞拇_過(guò)關(guān)了，但后續(xù)運(yùn)輸、儲(chǔ)存中的問(wèn)題緊接著來(lái)了。”中科院大連化學(xué)物理研究所節(jié)能與環(huán)境研究部部長(zhǎng)王樹東指出。根據(jù)習(xí)慣，煤制氫現(xiàn)多為本地化使用，產(chǎn)出后通過(guò)管道就近消納，無(wú)需長(zhǎng)距離輸送。但用在燃料電池上，制氫與用氫不再是同一地點(diǎn)，多了加氫站這一“中間商”，儲(chǔ)運(yùn)要求隨之而來(lái)。
一方面，由于燃料電池汽車尚未大規(guī)模投運(yùn)，相關(guān)配套設(shè)施也不完善，參與氫氣儲(chǔ)運(yùn)的企業(yè)較少，遠(yuǎn)未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化水平。另一方面，煤制氫的儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、設(shè)備依然存疑。采用何種方式儲(chǔ)存？管道還是車運(yùn)合適？設(shè)備成本由誰(shuí)承擔(dān)？安全性有保障嗎？“多重不確定因素，導(dǎo)致煤制氫儲(chǔ)運(yùn)還有很長(zhǎng)的路要走?！蓖鯓鋿|稱。
同時(shí)還有成本問(wèn)題。何廣利坦言，制氫成本雖有優(yōu)勢(shì)，目前加上儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)用，煤制氫的實(shí)際使用反而更貴。“像我們自己在實(shí)驗(yàn)室用的氫氣，從外地運(yùn)至北京，每立方米總成本至少十幾元，儲(chǔ)運(yùn)甚至遠(yuǎn)超制氫成本?！?
在我國(guó)，因成本遠(yuǎn)高于國(guó)際平均水平，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)也限制了煤制氫的進(jìn)一步發(fā)展。以運(yùn)輸環(huán)節(jié)為例，記者了解到，管道運(yùn)送成本雖低，對(duì)設(shè)施的要求卻極高，建設(shè)、運(yùn)行等投資都是不小數(shù)目。瓶裝車運(yùn)氫運(yùn)量受限、成本偏高，且在氫氣瓶本身的生產(chǎn)中，部分核心材料仍依賴進(jìn)口，無(wú)形中加重負(fù)擔(dān)。
此外，還有環(huán)保隱患。亞化咨詢相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，全球減碳大勢(shì)之下，煤制氫因碳排放量極高，未來(lái)很有可能使用受限?！盁拸S采用煤制氫路線，建設(shè)10萬(wàn)標(biāo)立米/小時(shí)的制氫規(guī)模，年排放二氧化碳就達(dá)90萬(wàn)噸左右。如浙江石化計(jì)劃建設(shè)的4000萬(wàn)噸/年煉化一體化項(xiàng)目二期，就在環(huán)評(píng)中被明確要求，制氫方案不得以煤為原料?！?
煤制氫可成為供應(yīng)主力
一邊是資源、生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，一邊卻卡在了配套環(huán)節(jié)。燃料電池汽車大熱的背景之下，煤制氫還有機(jī)會(huì)嗎？
在任相坤看來(lái)，煤制氫的發(fā)展空間不容忽視?！跋啾雀哳~的電解水制氫，煤氣化制氫成本低廉；相比天然氣制氫，我國(guó)‘富煤、缺氣’，以及天然氣不提倡轉(zhuǎn)化等現(xiàn)狀，又讓煤炭占據(jù)資源優(yōu)勢(shì)。加上清潔化利用也是煤炭行業(yè)的發(fā)展方向所在，待燃料電池汽車真正實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，煤制氫定有自己的一席之地，甚至占據(jù)重要地位?！?
他同時(shí)指出，煤制氫項(xiàng)目也切忌“單打獨(dú)斗”。“園區(qū)建設(shè)、交通布局、基礎(chǔ)設(shè)施、原料供應(yīng)等因素，都應(yīng)納入統(tǒng)籌考慮范圍。比如在什么地方建設(shè)制氫裝置，與煤炭供應(yīng)有無(wú)保障、城市發(fā)展是否匹配等均息息相關(guān)。此外，煤制氫也可與城市供熱、發(fā)電、石油加工及當(dāng)?shù)仄渌ろ?xiàng)目等尋找結(jié)合點(diǎn)，充分發(fā)揮其效益，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。”
圍繞儲(chǔ)運(yùn)難題，何廣利則指出，制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫實(shí)際是一套系統(tǒng)工程，應(yīng)同步布局供氫體系?！俺鲇诎踩钥紤]，我國(guó)規(guī)定運(yùn)輸氫氣的壓力不能太大，壓力低也決定儲(chǔ)存量不會(huì)太大?，F(xiàn)階段，我國(guó)仍普遍采用35兆帕壓力標(biāo)準(zhǔn)，而日本、美國(guó)已達(dá)到70兆帕壓力標(biāo)準(zhǔn)。要提升儲(chǔ)運(yùn)能力，下一步還需從技術(shù)層面入手，運(yùn)量上去了，折算下來(lái)的成本也就相應(yīng)下降?！?
針對(duì)碳排放問(wèn)題，記者了解到，二氧化碳捕集與封存技術(shù)，被認(rèn)為是當(dāng)前為數(shù)不多的成熟解決方案之一。研究表明，以每公斤氫氣生產(chǎn)16公斤二氧化碳計(jì)算，捕集與封存的成本在12元左右。
“二氧化碳捕集、封存技術(shù)在我國(guó)已有年頭，但因處理成本偏高、封存后再利用困難等問(wèn)題，一直沒能廣泛使用。目前，暫未提出煤制氫碳減排的硬性要求，參與企業(yè)因此也未對(duì)二氧化碳作特別處理。捕集、封存技術(shù)究竟合不合適，要待后續(xù)考察?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士提出不同意見。
