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我国氢能产业布局已在路上:煤制氢担纲氢能发展大任

发稿时间:2018-11-06来源:国家能源报道 【 字体:

近期,人民网等主要媒体纷纷刊文指出,“氢有望成为我国能源战略的重要部分”“中国将统筹推进氢能产业高质量发展”。还有媒体预测,未来氢能将占我国终端能源消费的10%

现实中,我国氢能产业布局已经在路上。

在化学领域,氢排在元素周期表首位;在能源领域,它将在未来能源转型中“挑大梁”。如今,布局已经开始,2018年极有可能是中国氢能产业爆发元年。119日,湖北武汉出台氢能产业发展规划方案,要打造世界级新型氢能城市;416,雄韬氢能产业园和华熵氢能产业园落户山西大同,助力大同建设“氢能之都”;428日,长三角“氢走廊”建设启动,立志打造世界独一无二的氢能与燃料电池汽车产业经济带;1022日,江苏如皋氢能小镇、氢能产业园项目等6个氢能产业项目开工,成为氢能产业开拓者……氢能发展正呈现出一派蓬勃景象。

按照国家制定的氢能发展愿景,2050年我国将迎来氢能时代,进入“氢能社会”。这一美好愿景下,作为最具现实意义的氢能制取路径——煤气化制氢,将迎来广阔发展空间。

大规模制氢需求迫切

因氢能具有安全、高效、可再生、清洁、低碳等特点,世界终将走向以氢能源为主的时代。对于我国而言,发展氢能,一方面可以丰富绿色低碳能源体系,助力解决风、光、核等新能源的消纳难题;另一方面,可以作为煤炭清洁化利用的极佳途径,推动化石能源清洁转化和替代,这对于我国这个煤炭大国来说尤具现实意义。

“氢气应用较为广泛,在石化领域,它是用量最大的化工原料之一,可用于合成氨、合成甲醇、石油炼制等;在交通领域,随着我国油品质量升级步伐不断加快,多数炼厂采用全加氢方式制油;新能源汽车蓄势待发,对氢燃料的需求稳步提升。另外,氢能在农业、健康医疗等领域的应用也越来越广泛、深入。”中国国际经济交流中心信息部副部长景春梅在接受本报记者采访时表示,随着时代的进步,氢气的应用场景将越来越多,对氢气的需求越来越大,用氢缺口也逐渐加大。

实现大规模制氢需求迫切,那么,哪种制氢路径堪当大任?通常而言,工业化制氢路线主要包括水电解制氢、煤炭气化制氢、天然气制氢、生物质气化制氢、可再生能源制氢等。从我国能源禀赋及能源利用现状等因素出发,煤炭气化制氢、可再生能源制氢前景广阔。其中,又以煤炭气化制氢最受青睐。

中国工程院院士倪维斗此前接受本报记者采访时强调,当前我国“富煤贫油少气”的资源禀赋仍未改变,天然气对外依存度已高达30%,核能、可再生能源等仍处于发展当中,体量较小,尚不足以支撑我国经济发展的巨大能源需求。所以,从能源安全、经济发展稳定等现实角度考虑,做好煤炭的清洁化利用至关重要。而煤制氢恰是煤炭清洁利用问题的极佳突破口。

制氢经济优势明显

从宏观大局考量,煤制氢是极佳选择。从煤制氢自身出发,其抓住了制氢经济性这一“命门”,优势明显。

“在几种制氢路径中,煤制氢最具经济性。”景春梅介绍,这主要表现在三个方面:一是原料的可获得性。我国作为煤炭大国,煤炭在一次能源占比达60%,资源丰富且易得;二是成本较低,煤炭相比天然气等能源具有明显的价格优势。据景春梅透露,天然气制氢成本约为2/立方米,而煤炭制氢的成本在0.8/立方米左右,可节约成本近20%;三是技术成熟,产量高。清洁煤化工过程第一步产生的就是氢气,由此煤制氢技术可以追溯到上世纪八九十年代。在此期间,神华、齐鲁石化、茂名石化等煤化工行业龙头企业争相布局,推动了我国煤制氢技术的发展,在一氧化碳转换、氢气分离提纯、大规模空分等关键技术上实现了国产化。可以说,我国的煤制氢技术已较为成熟,且产量高,每年煤制氢产量达千万吨级,可支持规模化应用,这是其他制氢路径不具备的优势。

“过去多年间,煤制氢一直活跃在化工领域,但不被大众所熟悉。近两年,随着环保的要求提高,油品质量升级步伐的加快,煤制氢开始被炼油厂广泛应用。而随着氢燃料电池汽车火热起来,煤制氢作为主要制氢路径之一,也逐渐走进公众的视野。”景春梅介绍。不久前亚化咨询发布的《中国煤制氢年度报告2018》数据证明了这一点:2010年至今,全国新建大型炼厂煤、石油焦制氢项目6套,煤制氢的总规模约为80.5万标准立方米/小时。目前,还有15个拟在建炼化一体化项目,其中11个确定采用煤气化制氢工艺。

储运、环保瓶颈待破解

“借着环保的东风,煤制氢变得热门,站上了风口”,近年来,这一观点开始流行。不过,在景春梅看来,煤制氢虽然优势斐然,潜力无限,但说迎来风口还为时尚早,要突破三方面的瓶颈。

一是储运。我国煤炭集中在三北地区,煤化工产业也集中在三北地区,但能源消费基本集中在长三角、珠三角等经济发达地区,这就会产生储运问题。“煤气化制氢后,怎么运输,怎么储存?煤制氢不像天然气已经建立了大规模的管道运输体系,所以现在都是用车辆运输。但车辆运输有运输半径,一般100千米以内的运输距离还具有经济性,超过这个距离后运输成本变高。如果加上高昂的运输成本,煤制氢的经济性将大打折扣。”景春梅表示。

二是环保。煤制氢面临碳排放处理的问题。对此,景春梅介绍,虽然目前已经有配套的技术方案解决碳排放的问题,如碳捕捉与封存、IGCC等,国内也建设了相应的示范项目,但目前成本太高,尚不具备规模化推广的条件。煤制氢需要很好地把这样一个环保瓶颈解决,否则将来的发展可能受限。

第三是安全。目前,煤化工项目还要更好地解决气化炉安全稳定、长周期运行的问题,煤制氢也需要突破这一共性瓶颈。

“从煤制氢自身出发,要很好地解决上述三个问题,它才会真正地启动风口,迎来春天。从宏观全局出发,包括政策、上下游企业在内的诸多环节也有各自的短板要补。”景春梅表示。一方面,从政策来看,近几年我国出台的如《能源技术革命创新行动计划(2016~2030)》《国家创新驱动发展战略纲要》等诸多规划、政策中均能看到氢能、燃料电池汽车的身影,但专门针对氢能发展的专项政策目前尚未出台,也缺乏进一步往下落实的配套政策。而煤质氢作为氢能产业链中的一环,当然也缺乏更加细致的规定。若要煤制氢“挑大梁”,还需要填补政策方面的空白。

“另一方面,煤制氢的发展依赖于整个产业上下游的整体布局,不能只盯着制氢这一个环节。”景春梅分析,“单打独斗等不来‘春天’。煤制氢项目建设需要对当地的资源情况、园区建设、交通布局、基础设施建设、原料供应等因素统筹考量。煤制氢产业还需要吸引更多的企业,尤其是实力雄厚的大企业参与进来,推动储运等基础设施建设,充实煤制氢上下游产业链。”(国家能源报道)2018/11/05

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