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核心阅读:在天然气制氢、煤化工制氢以及化工副产氢的生产过程中融入CCUS技术,是低碳制氢的主要技术路径。制氢项目与CCUS技术的结合,将是未来实现低碳化制氢的重要方向。
在日前举办的“通过CCUS技术协同实现低碳化化石能源制氢”线上研讨会上,与会专家指出,目前国内煤制氢、天然气重整制氢等技术已趋于成熟,而低碳化制氢尚待进一步发展。而CCUS(即碳捕获、利用与封存)技术的推广应用,有望为低碳化制氢打开一扇“门”。
据介绍,CCUS是目前应对全球气候变化的关键技术之一,但在产业化和利用率方面还存在一定困难,专家表示,随着技术进步和成本降低,CCUS技术未来在制氢领域潜力巨大。
融入CCUS技术
是实现低碳化制氢的重要途径
与会专家介绍,CCUS是把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯,继而投入到新的生产过程中,循环再利用,以此产生更多经济效益,具有现实操作性。
国电新能源技术研究院有限公司能源新技术中心副主任徐冬表示:“通过CCUS技术协同实现低碳化的化石能源制氢,有利于实现规模化‘蓝氢’生产,事实上,‘蓝氢’的生产与使用在未来一段时间内对我国能源转型意义重大。”
在氢能领域,最为清洁的是零碳“绿氢”,指从制备到使用完全无排放的氢能,如可再生能源电解水制氢;通过煤炭、天然气等化石燃料制取的氢气是“灰氢”,其制备过程仍有一定的碳排放;而如果将其生产过程中的“碳”捕捉封存起来,获得的氢即可成为“蓝氢”。
徐冬指出,按现在的发展趋势,全球碳排放仍将持续增长,向低碳化能源和可持续能源转型是大势所趋,这需要提高能效、提升可再生能源比例和增加CCUS技术应用。
与会专家强调,在天然气制氢、煤化工制氢以及化工副产氢的生产过程中融入CCUS技术,是未来低碳制氢的主要技术路径,制氢项目与CCUS技术的结合,将是未来实现低碳化制氢的重要方向。
善用煤炭资源禀赋
中国低碳化制氢潜力巨大
与会专家强调,我国煤炭资源丰富,且一直致力于推进煤的清洁化利用,随着中国氢能产业的广泛布局与规模化发展,采用煤制氢既可以得到大量氢源,又能实现资源的有效利用,是在可再生能源制氢等“绿氢”成熟之前、过渡阶段的必要选择。因此,对于中国而言,未来一段时间内,“煤制氢+CCUS”技术是实现低碳氢能的重要路径。
全球能源转型委员会预测,目前,中国氢能结构以副产氢和煤制氢为主,到2050年,可再生能源电解水制氢将达50%,“煤制氢+CCUS”制氢占比将达1/3。
徐冬表示:“由于目前可再生能源制氢技术尚不成熟,当电解水制氢的电来自于燃气或燃煤电厂,整个过程对应的二氧化碳排放量将是煤制氢的两倍。”
需要注意的是,目前,煤制氢、天然气重整制氢、工业副产氢技术已趋于成熟,但CCUS技术的应用十分有限。徐冬表示,CCUS技术在国内应用不普遍的原因在于效益和工业问题,而非技术本身,因为采用CCUS技术,在一定程度上提高了电价成本,对很多制氢厂商而言需要进行经济性权衡。
建立CCUS集成中心
加强耦合与协同作用
化石原料制氢面临严峻的二氧化碳排放问题,因此,优化煤制氢过程工艺,配备二氧化碳捕集装置是未来的重要发展方向。
如何增强低碳制氢与CCUS技术的耦合?徐冬强调,CCUS应用的关键问题不是技术问题,而是成本问题。碳的捕集成本高低取决于二氧化碳浓度,煤制氢过程中二氧化碳浓度高,对CCUS而言是很好的低成本碳源,对实现CCUS技术有很好的带动作用。
据介绍,相比于简单地封存二氧化碳,把生产过程中排放的二氧化碳进行资源化利用,更有利于降低技术应用成本。事实上,在全球范围内还可利用二氧化碳驱油,并最终存储在矿物岩石中,既能提升石油开采量,也实现了二氧化碳的封存。
“CCUS技术还可通过建立CCUS集成中心实现,即在同一区域中,建设二氧化碳运输管道,形成集成中心,实现二氧化碳规模化应用,这将使CCUS技术的应用成本降低1/3-1/2。”徐冬进一步补充称,“CCUS技术的应用也需要结合国家政策与法规,推动碳税、碳市场的形成将有利于该技术大规模推广。”
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