氫源結(jié)構(gòu)呈“以煤為主”特點(diǎn)

　　◆從長遠(yuǎn)看，低碳排放的煤制氫和規(guī)模化的可再生能源制氫將成為我國的主要?dú)湓础?/span>

　　◆對于煤炭企業(yè)，在具有氫能發(fā)展優(yōu)勢的地區(qū)，可布局發(fā)展工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，配套建設(shè)氫能儲運(yùn)系統(tǒng)，重點(diǎn)突破氫氣純化及在線檢測技術(shù)；布局發(fā)展結(jié)合CCS的大規(guī)模煤制氫，探索開發(fā)廢舊礦井二氧化碳封存技術(shù)。

　　近年來，氫能成為能源領(lǐng)域熱點(diǎn)，許多地區(qū)、企業(yè)參與到氫能產(chǎn)業(yè)之中，其中包括不少煤炭企業(yè)。當(dāng)前，中國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r如何？在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中有哪些需要注意的地方？在日前舉行的首屆中國煤制氫與氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會上，與會專家提出了自己的觀點(diǎn)。

　　產(chǎn)業(yè)發(fā)展需加強(qiáng)頂層設(shè)計

　　當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)從三方面著力：一是頂層設(shè)計，出臺國家層面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范；二是加強(qiáng)示范項目建設(shè)，以示范項目帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；三是加強(qiáng)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)

　　氫能具有零碳、高效、可儲存、安全可靠等優(yōu)勢，可在交通、工業(yè)、建筑等多領(lǐng)域應(yīng)用。氫能在我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命中亦扮演著重要角色。

　　“氫氣是很好的能源載體，有助于實現(xiàn)跨能源耦合，建設(shè)更靈活、安全、智慧的能源系統(tǒng)。”國家發(fā)展和改革委員會能源研究所助理研究員符冠云說。

　　世界主要發(fā)達(dá)國家均在大力發(fā)展氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)。日本將氫能視為能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支點(diǎn)，其氫燃料電池汽車與發(fā)電裝置已推向市場，關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及產(chǎn)業(yè)裝備制造較為成熟。美國已有比較完備的氫能產(chǎn)業(yè)政策及發(fā)展路線圖，加州等地區(qū)已初步建成基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。歐洲正在加快氫能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化進(jìn)程。

　　近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷提速，投入強(qiáng)度顯著提升，加氫站數(shù)量增加，取得關(guān)鍵技術(shù)突破，裝備國產(chǎn)化進(jìn)程加快，地方政策相繼出臺，區(qū)域骨干供給網(wǎng)絡(luò)初顯。

　　但與發(fā)達(dá)國家相比，我國還處于產(chǎn)業(yè)化探索期。以加氫站的建設(shè)情況為例。目前，我國已建成的加氫站有25座，而日本、德國和美國的數(shù)據(jù)分別為100座、60座和42座。

　　另外，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展還存在缺少系統(tǒng)性的發(fā)展戰(zhàn)略，關(guān)鍵技術(shù)與成本急需突破，產(chǎn)業(yè)管理與監(jiān)督體系尚未構(gòu)建等問題。

　　對于當(dāng)前中國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國工程院院士、中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部主任彭蘇萍表示應(yīng)從三方面著力：一是頂層設(shè)計，出臺國家層面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范；二是加強(qiáng)示范項目建設(shè)，以示范項目帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展；三是加強(qiáng)安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。

　　中國煤炭加工利用協(xié)會理事長張紹強(qiáng)也認(rèn)為，當(dāng)前我國氫能產(chǎn)業(yè)剛起步，許多關(guān)鍵技術(shù)還不掌握，在基礎(chǔ)設(shè)施布局等方面均需加強(qiáng)頂層設(shè)計，避免重復(fù)建設(shè)。

　　雖然當(dāng)前許多地區(qū)、企業(yè)投資氫能產(chǎn)業(yè)的熱情很高，但作為新興產(chǎn)業(yè)，一些專家認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)可能至少還需要10年才能發(fā)展成熟，對于希望近期就能獲得收益的企業(yè)，在投資時需更謹(jǐn)慎。

　　結(jié)合產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢發(fā)展氫能

　　就全球而言，氫的最大來源是天然氣，占比約48%；日本最主要的來源為電解水制氫，占比為63%；我國氫最主要的來源為煤，占比為62%

　　目前，我國煤氣化制氫、天然氣制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣制氫和堿性電解水制氫在技術(shù)上均已比較成熟。

　　利用滯納的可再生能源電解水制氫，既可促進(jìn)可再生能源消納、發(fā)展，又沒有碳排放，前景光明。

　　然而，一些現(xiàn)實的問題不得不考慮。我國存在可再生能源滯納問題的多為西部地區(qū)，而西部地區(qū)缺水，遠(yuǎn)離氫的消費(fèi)地，氫氣制造出來之后的運(yùn)輸、儲存都比較困難。

　　電解水制氫沒有碳排放，但卻是當(dāng)下成本最高的制氫方式。目前，我國電解水制氫所占比重不到1%。而這不到1%的生存空間則來源于電解水制氫的獨(dú)特性。蘇州競立制氫設(shè)備有限公司總經(jīng)理助理董太明介紹，以電解水方式得到的氫氣最純、質(zhì)量最高，可用于食用油、高端玻璃等領(lǐng)域。

　　而另一方面，我國又存在大量現(xiàn)成的廉價氫氣來源。據(jù)測算，2018年，我國焦炭產(chǎn)量4.38億噸，產(chǎn)生焦?fàn)t氣約2010億立方米，其中可供綜合利用的氫氣約1000億立方米；蘭炭產(chǎn)量約4000萬噸，產(chǎn)生可供綜合利用的氫氣約50億立方米。

　　“這些都是現(xiàn)成廉價的氫氣來源。”張紹強(qiáng)說。這基本上已足夠滿足我國當(dāng)前的氫氣需求。

　　整體而言，“當(dāng)前，我國氫源結(jié)構(gòu)呈‘以煤為主’的特點(diǎn)。”符冠云介紹，就全球而言，氫的最主要來源是天然氣，占比約48%；日本最主要的來源為電解水制氫，占比為63%；我國氫最主要的來源為煤，占比為62%。這與我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)一致。

　　對于未來我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》認(rèn)為，在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期（2020年至2025年左右），氫氣年均需求量約2200萬噸，工業(yè)副產(chǎn)氣制氫因成本較低，接近消費(fèi)市場，將成為有效供氫主體；在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中期（2030年左右），氫氣年均需求約3500萬噸，煤制氫配合二氧化碳捕獲封存（CCS）技術(shù)，可再生能源電解水制氫將成為有效供氫主體；在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)期，氫氣年均需求約6000萬噸，可再生能源電解氫將成為供氫主體，煤制氫配合CCS技術(shù)將成為有效補(bǔ)充。

　　“從長遠(yuǎn)看，低碳排放的煤制氫和規(guī)?；目稍偕茉粗茪鋵⒊蔀槲覈闹饕?dú)湓础?rdquo;山東兗礦集團(tuán)水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心有限公司總工程師吳永國說。

　　針對煤炭企業(yè)發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，吳永國建議，在具有氫能發(fā)展優(yōu)勢的地區(qū)，可布局發(fā)展工業(yè)副產(chǎn)氣制氫，做好發(fā)展初期的氫氣供應(yīng)。同時，根據(jù)市場需求，配套建設(shè)氫能儲運(yùn)系統(tǒng)，重點(diǎn)突破氫氣純化及在線檢測技術(shù)。布局發(fā)展結(jié)合CCS技術(shù)的大規(guī)模煤制氫，探索開發(fā)廢舊礦井二氧化碳封存技術(shù)。在布局可再生能源電解水制氫時，則可以結(jié)合煤炭沉陷區(qū)治理需求，如通過漁光風(fēng)一體化生態(tài)治理，實現(xiàn)區(qū)域電解水制氫及電網(wǎng)平衡。

　　煤炭企業(yè)探索布局氫能產(chǎn)業(yè)

　　在技術(shù)、工業(yè)設(shè)施等方面，煤炭企業(yè)已有一定基礎(chǔ)，目前他們通過合作，積累技術(shù)和人才，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

　　目前已有不少煤炭企業(yè)在布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。會上，兗礦集團(tuán)和山西潞安礦業(yè)集團(tuán)介紹了他們在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上的探索。

　　在技術(shù)、工業(yè)設(shè)施等方面，兗礦集團(tuán)已有一定基礎(chǔ)。

　　吳永國介紹，兗礦集團(tuán)擁有先進(jìn)的煤氣化制氫技術(shù)。他們與華東理工大學(xué)共有多項先進(jìn)的大型煤氣化技術(shù)，合作研發(fā)的世界最大單臺4000噸氣化爐預(yù)計下半年投產(chǎn)。同時，兗礦集團(tuán)還擁有煤炭、工業(yè)副產(chǎn)氣等多種氫源和相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)施。

　　在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上，兗礦集團(tuán)已有一些探索。今年1月，兗礦集團(tuán)參與發(fā)起成立山東氫能源與燃料電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，為副理事長單位。

　　同時，兗礦集團(tuán)還加大技術(shù)和人才積累力度。今年4月，兗礦集團(tuán)與中國石油大學(xué)（華東）共同出資建設(shè)了石大兗礦新能源學(xué)院，搭建新能源人才培養(yǎng)及技術(shù)研發(fā)平臺，共同研發(fā)先進(jìn)氫能技術(shù)，突破技術(shù)瓶頸。同時，兗礦集團(tuán)還規(guī)劃約300畝地，投資近4億元，打造了兗礦新能源研發(fā)創(chuàng)新中心，搭建氫能產(chǎn)業(yè)化技術(shù)中試示范平臺，開展氫能技術(shù)中試放大及運(yùn)營示范工作。

　　在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，兗礦集團(tuán)已建成了首座加氫站。6月29日，2輛氫燃料電池汽車分別從國宏小區(qū)和鑫琦花園發(fā)車開往兗礦集團(tuán)國宏公司廠區(qū)，開始公司通勤班車試運(yùn)行。兗礦集團(tuán)35兆帕橇裝加氫站同時開始運(yùn)行。該加氫站日氫氣加注能力為500千克，可給氫燃料電池汽車和物流車加注氫氣，是兗礦集團(tuán)建設(shè)的首座加氫站。

　　潞安集團(tuán)也在布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。

　　據(jù)了解，潞安集團(tuán)的煤化工等產(chǎn)業(yè)會產(chǎn)生大量氫氣，潛在的年氫氣產(chǎn)能在10億立方米左右。潞安集團(tuán)正在做每小時2萬立方米的高純氫項目。目前，該項目的一期工程已完成可行性研究和選址工作。

　　另外，潞安集團(tuán)與合作伙伴共同建設(shè)的燃料電池生產(chǎn)及系統(tǒng)項目，電堆壽命約1萬小時，體積功率密度為2.12千瓦/升。潞安集團(tuán)擬在山西綜改示范區(qū)內(nèi)分三期建設(shè)氫燃料電池生產(chǎn)線，一期規(guī)模為1000套/年，二期規(guī)模為5000套/年，三期建成總規(guī)模將達(dá)到2萬套/年。目前，一期項目選址和可行性研究工作已完成。

　　在加氫站建設(shè)方面，潞安集團(tuán)將與美國AP公司成立合資公司，布局建設(shè)30座至50座加氫站，在太原、長治規(guī)劃建設(shè)4座至5座加氫站，預(yù)計今年年內(nèi)開工。

　　在技術(shù)儲備方面，潞安集團(tuán)正與太原理工大學(xué)、山西大學(xué)等合作開展“低成本高效率氫燃料電池關(guān)鍵技術(shù)及工程示范”項目研究。

　　日本：一手抓用戶，一手降成本

　　和中國一樣，目前日本的加氫站、氫能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置等都還不能實現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營

　　就世界范圍而言，日本的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在了前列。

　　日本能源環(huán)保國際促進(jìn)會新能源技術(shù)顧問森豐介紹，日本把氫作為終極能源。今年3月，日本對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖進(jìn)行了第三次修改，明確了各階段具體發(fā)展目標(biāo)。

　　目前日本已建有100座加氫站。根據(jù)日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖，他們計劃到2020年建設(shè)160座加氫站，到2030年建設(shè)約900座加氫站。

　　在日本，除了燃料汽車，氫的應(yīng)用還很多，比如家用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)。根據(jù)能量更多用于發(fā)電還是制熱，目前日本市場上銷售的家用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)可分為S型和P型。

　　家用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)本是為獨(dú)棟住宅設(shè)計的，但目前在日本不少集中住宅公寓也慢慢普及。

　　“今年，我女兒買的公寓中就配有氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置，可見應(yīng)用已經(jīng)比較普遍了。”森豐說。

　　森豐介紹了一個用廢塑料制取氫氣實現(xiàn)燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)的應(yīng)用案例。該項目位于日本昭和電工川崎工廠，在2020年前可享受國家補(bǔ)貼。該項目將回收的廢塑料放入氣化爐中氣化，制取氫氣。然后，將產(chǎn)生的氫氣供給幾公里外的酒店，通過安裝在酒店的100千瓦級氫燃料電池發(fā)電和生產(chǎn)熱水，供酒店使用。

　　但是整體而言，由于價格高昂，氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)裝置的銷量仍未大幅增長。和中國一樣，目前日本的加氫站、氫能熱電聯(lián)產(chǎn)裝置等都還不能實現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營。

　　日本能源環(huán)保國際促進(jìn)會會長竹川東明表示，日本的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要解決兩大問題，一個是抓住用戶，一個是降低設(shè)備制造、氫氣生產(chǎn)成本。這也成為日本氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。

　　針對抓住用戶，森豐介紹，日本政府目前的做法是，暫時不管民眾用不用，先把基礎(chǔ)設(shè)施建起來，為下一步氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化運(yùn)營奠定基礎(chǔ)。

　　另一方面，日本則將大力降成本，既包括加氫站的建設(shè)成本，也包括氫氣制造成本。今年3月，日本在對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖進(jìn)行修改時，也明確提出了各階段的降成本目標(biāo)。（記者 鄢麗娜）

　　轉(zhuǎn)自：中國煤炭報

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