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多个煤炭产区紧抓“氢”机遇 正在主动谋突破

2022-08-04 13:17来源:中国能源报作者:朱妍关键词:煤炭煤炭清洁高效利用煤炭市场收藏点赞

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当前,瞄准氢能产业的不只是山西一地,“煤”“氢”互动在更多产煤地展开。氢气是煤化工产业重要原料之一,多个煤炭产地正积极推动灰氢转绿、以氢换煤、绿色消碳。

近日,山西省工信厅、吕梁市联合举办“山西省氢能产业链链上企业协作配套签约会”,一次性签约16个项目,涵盖制、储、运、加氢及氢能源应用等多环节。在“煤都”走向“氢都”的路上,产煤大省山西又进一步。

瞄准氢能产业的不只是山西一地。《内蒙古自治区人民政府办公厅关于促进氢能产业高质量发展的意见》提出,到“十四五”末,形成集制备、存储、运输、应用于一体的氢能产业集群,总产值力争达到1000亿元。陕西加快编制《陕西省氢能产业发展规划》,拟支持榆林等地建设规模化副产氢纯化项目,形成2个到3个千吨级燃料电池级氢气工厂。山东规划到2030年,全面建成国内领先、国际知名的氢能产业发展高地……记者了解到,多个煤炭产区抓住“氢”机遇,正在主动谋突破。

“煤”“氢”互动逐步深入

山西拥有全国最大的焦化产能,煤炭炼焦过程得到副产品——焦炉煤气的含氢量约为60%,年可提取氢气140亿立方米。加上煤制氢技术成熟、成本较低,为布局氢能带来先发优势。据悉,该省已将氢能列为“十四五”规划的先导性未来产业、首批十大重点产业链之一。

作为全国最大的独立商品焦炭和煤炭生产企业之一,山西美锦能源率先尝试。“去年7月,我们在制氢端有了新突破,焦炉煤气变压吸附制氢项目建成投产,全年生产的高纯氢气可满足5600台公交车、8000台物流车或2200台重卡满负荷使用,每年带动碳减排约18万吨。在此产量下,还可以扩展氢气液化装置,提高氢气外运能力覆盖至临省。”公司副总裁姚锦丽表示。

“煤”“氢”互动在更多产煤地展开。据宁东能源化工基地管委会氢能产业发展中心主任赵瑞介绍,该基地已形成氢气产能247万吨,占全国产氢量的7.5%,其中煤化工产、用氢总量达到240万吨/年。“宁东基地因煤而建、因煤而兴,是国家重要的大型煤炭生产基地、现代煤化工产业示范区。氢气是煤化工产业重要原料之一,我们积极推动灰氢转绿、以氢换煤、绿色消碳。根据项目生产实际,使用1吨绿氢替代煤制氢,平均可节约11吨-12吨标准煤,减排二氧化碳28吨-30吨。”

“在煤炭深加工综合利用领域,副产氢气逐渐被重新认识,为煤炭清洁高效低碳化利用开辟了新方向。能源脱碳、低碳、无碳化成为共识,也带动煤企积极参与。”在日前举行的第四届中国制氢与氢能源产业大会上,中国煤炭工业协会副会长刘峰充分肯定了两大产业的互动,“煤炭和氢能起点不同,但作为能源应用的目标和功能是相同的。”

现阶段可为氢能供应兜底

在刘峰看来,“互动”更有着兜底意义。“氢能是二次能源,依赖电解水或由化石能源经转换获得。贫油少气的资源禀赋本就困扰着我们,现阶段仍需依靠资源比较丰富的煤炭制取氢气,否则氢能供应可能出现无米之炊。”

刘峰列举了一组数字:当前,我国氢产量达3500多万吨,其中仅高温炼焦和低阶煤分质利用中低温热解副产的氢气就接近1000万吨。加工成高纯气供汽车使用,以投用在鄂尔多斯某露天煤矿的氢能重卡估算,每车每年跑10万公里,可供同类型车100多万辆;如果是家用小型乘用车,可供数百万辆。“产业发展初级阶段,氢气需求量并不大,但便捷、低成本、稳定供应非常重要。在绿氢尚不具备条件的阶段,不妨将煤制氢作为氢源其中一分支,这也是煤炭深加工领域发挥作用的一个有效窗口时机。”

有前景,也有挑战。刘峰坦言,通过煤气化制氢要排碳是事实。把灰氢淡化并逐渐向蓝氢、绿氢转变,已成为急需加强攻关的首要问题。“煤制氢排放的二氧化碳浓度、纯度较高,而且集中,有利于无害化处置和碳循环利用。煤制氢价格低廉,为开展碳埋藏和循环利用腾出了成本空间。现阶段技术还不成熟,处理能力有限,要求我们集中力量联合攻关。”

赵瑞提出,煤化工是氢能产、用量最大的领域,也将成为绿氢应用的重要场景。然而,绿氢耦合煤化工全流程的优化仍需研究。“要打通绿氢规模化应用于煤化工耦合的成套工艺流程,实现设备利用、能效提升、降耗减碳水平的最优化。目前,理论层面研究较多,尚无足够的实际操作数据验证绿氢替代变换、绿氧替代空分、酸性气体净化等环节的节能降耗量,从而设计出各系统的最优匹配方案,这是重要技术需求。”

跳出煤炭走向氢能全产业链

立足煤,再跳出煤。记者了解到,部分煤企已在探索绿氢项目,布局进一步向全产业链延伸。

“不能为做氢能而做,关键是要实现传统能源领域的碳减排。”兖矿新能源研发创新中心副主任刘涛表示,氢能同时具有能源属性和化工基础原料属性,是联接新能源与化工、冶金等领域的重要媒介。“基于此,我们将以绿电制氢为核心,构建可再生能源发电-绿氢生产-氢能应用产业链。依托煤化工产业培育工业副产氢提纯能力,规划到2025年,形成10万吨工业副产氢规模。同时,依托风光、高端装备制造产业发展电解水制氢,下游与化工、材料产业结合,发展氢能在工业领域的应用。目前已与东芝能源签订技术合作协议,共同发展燃料电池热电联产技术,重点应用于旅游景区、城市分布式供能等场景。”

国家能源集团氢能科技有限责任公司科技部主任董斌琦表示,以终端加氢供应为切入口,集团逐步向全产业链布局。“我们更多聚焦绿色氢能供应链环节,以制氢-氢储运-加氢供应为主营业务。利用基金布局下游,参与燃料电池、装备制造、氢能汽车等长尾领域。最终,致力于构建氢能供应网和应用网,以及数字氢能网络。”

董斌琦举例,依托国家能源集团产业优势,重点在能源金三角地区打造综合氢能基地,既有丰富的煤炭也有可再生能源资源,还有北部铁路与管道供应线。在应用布局方面,加快氢能在矿用重卡、物流运输、港口拖轮、可再生能源制氢代替煤制氢等应用场景的拓展,推动集团内部煤矿、运输和化工板块集中减碳。“以宁东可再生氢生态碳中和示范项目为例,今年开工的一期制氢能力2万标方/小时,建成后可支撑200辆氢能重卡运输,服务我们在宁夏区域的煤矿、电厂,约有60%的氢气将用于宁煤化工装置脱碳。”

原标题:煤都立志变氢都
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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