2022煤制氢 火热背后存隐忧

氢能的火被点燃了！ 在中国工程院院士彭苏平看来，从某种意义上说，这场火来自煤炭行业。在过去的10年里，中国建立了大量的煤化工项目。随着产能过剩问题的突出，该行业逐渐提出了下游制氢的发展理念。氢能开始与传统能源高度融合，作为化石能源转型过程中的产业链。

煤炭工业生产氢具有原料丰富、成本低、技术成熟的独特优势，已成为目前最有效的供氢主体之一。但与此同时，由于生产过程中大量二氧化碳的排放，煤制氢仍存在致命的弱点，因此被视为不完全清洁的灰氢。与可再生能源制备的绿氢相比，其经济优势远低于前者。

如何解决？ 近日，记者有机会在中国煤加工利用协会主办的首届中国煤制氢氢能产业大会上采访。

现阶段氢源结构以煤为主

目前，我国使用的氢气主要来自化石能源，氢源结构具有以煤为主的特点。国家发展和改革委员会能源研究所助理研究员傅冠云表示，在全球氢源中，煤制氢的平均比例约为18%，日本仅为6%，中国约为62%。根据目前的情况，煤制氢是最可靠、最便宜的供氢方式。

就制氢潜力而言，彭苏萍介绍，根据中国煤炭资源的数量1.95假设10%用于煤气化制氢，氢的潜力约为243.81亿吨。与天然气和电解水(按三弃电量计算)的制氢潜力相比，后两者分别估计为5.01亿吨、179.82大约1000吨。目前，中国已成为世界上最大的制氢国，潜力远未充分发挥。据中国氢能联盟统计，现有制氢产能约为2500万吨/年。

石油化工规划院能源化工办公室副总工程师韩红梅表示，除了煤气化直接制氢外，如果煤焦化获得的工业副产氢也包括在内，现有产能已经能够满足氢源的需求。一个200万吨/年的焦化厂，可以满足100辆出租车、300辆公交车和100辆物流车辆的供应，用5%的外部焦炉气加工成氢能。

煤制氢在成本上也有优势。根据煤种的不同，规模化煤制氢的成本可以控制在0.8元/立方米上下，有些项目甚至低到0.4-0.5元/立方米。与至少2元/立方米的天然气制氢和更昂贵的电解水制氢相比，前者具有突出的经济性。

以年产10亿标方氢气项目为例，航天长征化工有限公司市场开发部部长杜国强在煤价470元/吨、电价的基础上，为记者算了一笔细账:采用成熟的航天粉煤加压气化技术0.42原料价格为元/度，新鲜水4元/吨，制氢成本仅为0.728元/立方米。

碳排放高尚未引起足够重视

随着氢风的到来，巨大的市场潜力和发展前景吸引了大型煤炭企业加大对氢能行业的投资。记者发现，与早期专注于技术开发相比，许多煤炭企业的关注也在扩大。

兖矿集团国家水煤浆气化煤化工工程研究中心总工程师吴永国表示，除上游制氢外，兖矿自主建设的第一个加氢站近期试运行，日加注能力可达500公斤。一个投资近4亿元的新能源研发创新中心也被列入议程，未来将用于氢技术的试放大和运行示范。

鹿安集团氢能产业领导小组对外合作部部长胡卓林透露，集团计划在制氢的基础上，布局氢气储存设施、加氢站，建设氢燃料电池生产线，形成上下游一体化。4-5座加氢站预计年内开工，电池生产线一期已完成可行性研究和选址。

氢能产业呼声高，发展热。同时，我们也应该看到一个突出的问题。煤炭作为一种高碳能源，产生的温室气体排放量远远大于天然气和可再生能源，二氧化碳排放尚未从根本上得到解决。但目前，提到和关注这一问题的地区和企业并不多。彭苏平提醒道。

韩红梅还指出，与原材料和成本优势相比，煤制氢在碳减排方面的表现恰恰相反。根据1公斤氢排放的二氧化碳量，我们分为4个不同的档次，最低排放量小于5公斤，最高排放量约为25公斤。煤制氢只能在第三档，单位碳排放量约为22公斤。

这一现象也引起了符冠云的注意。他认为，如果氢能目前被用作工业原料，氢将成为未来理想的二次能源，低碳清洁是其重要属性。从能源转型的角度来看，除了资源禀赋、经济成本和能源效率外，还应考虑氢源的环境效益。在整个生命周期中实现二氧化碳减排是一个不可避免的问题。如何建立一个低碳和清洁的氢能供应系统也是我们面临的一个重要挑战。

清洁化发展需要结合减碳技术

煤制氢有很多优点，如何扬长避短？记者了解到，在灰氢和绿氢之间，国际公认的另一种类型是蓝氢ccs)和其他技术促进化石能源氢的碳中和。换句话说，只有采用科学合理的减碳技术，煤制氢才能真正清洁。

计算显示，目前我国ccs技术成本约为350-400到2030年和2050年，预计成本将控制在210元/吨和150元/吨。根据中国氢能联盟的研究，结合煤制氢路线单位氢气产生二氧化碳的平均比例ccs制氢成本增加到15.85元/公斤左右。

结合上述条件，彭苏萍指出，煤制氢 ccs目前，路线的成本相当于天然气制氢。2025-2030从年中期发展来看，煤制氢只配合ccs技术可以成为有效供氢的主体。进一步放眼2030-2050年，我国能源结构将从以化石能源为主，转向以可再生能源为主的多元格局，低碳、低成本供氢体系随之成型。届时，可再生能源电解水制氢将成为主体氢源，“煤制氢 ccs其他路线，如更有效的补充。

在此基础上，符冠云认为，近期煤制氢的发展仍可以以存量为基础，满足大规模工业氢的需求。从中长期来看，应遵循煤制氢 ccs通过进一步的技术开发，拓展二氧化碳利用渠道，降低成本，提高效率。

此外，中国工程院院士倪伟斗还提出了以煤气化为主导的多联合生产技术理念。煤炭企业不一定直接生产氢但也可以通过气化生成甲醇，然后作为氢源运输。甲醇实际上是一种很好的氢载体，可以直接作为能源消耗，也可以进一步产生氢气。除了减少碳排放外，甲醇运输比直接送氢更方便，可以帮助解决氢储存和运输问题，作为氢经济的基础。