氫能熱潮勢不可擋 煤制氫拓展用途完善產業鏈

在2019中國國際煤化工發展論壇同期舉行的煤制氫及氫能產業座談會上，業內專家學者和企業代表圍繞煤制氫及氫能產業發展交流探討、獻計獻策。他們認為，氫能是煤炭清潔利用的有效途徑，在氫能快速發展的熱潮中，雖然煤制氫成本較低，但也面臨碳排放高、國家壓減煤炭消費量等瓶頸，煤制氫要加強基礎研究，消除核心技術壁壘，拓展用途完善產業鏈。

氫能熱潮勢不可擋

氫能具有能量密度大、燃燒熱值高等優點，燃燒同等質量的氫產生的熱量約為汽油的3倍、乙醇的3.9倍、焦炭的4.5倍，並且過程零汙染、零碳排，是目前最乾淨的能源，被譽為21世紀“終極能源”，應用前景十分廣闊。

近年來，氫能產業在中國引發一輪熱潮，各地幾乎都有發展氫能產業的規劃，大型國企及民企紛紛搶灘佈局。9月16日，東華能源等與茂名簽署烷烴資源綜合利用項目投資協議，將打造以丙烷脫氫為龍頭的世界級綠色化工和氫能源產業園；9月12日，延長石油與南京大學、崑山高新區共同組建江蘇延長桑萊特新能源科技有限公司，以此為主體共建面向長三角氫走廊、輻射全國的氫能與燃料電池產業創新中心；7月27日，浙江嘉興港區管委會與浙江清華長三角研究院、空氣化工產品(中國)公司簽署框架協議，成立長三角氫能產業聯盟，合作共建氫能產業示範區，啟動編制氫能產業發展規劃，規劃建設一批氫能加氣站。

今年國內17個省份的22個城市及地區也發佈了與氫能相關的地方政策，各地政府陸續出臺的氫能產業發展規劃更是雄心勃勃。比如，上海市公佈了《長三角氫走廊建設發展規劃》，分三個階段將長三角氫走廊打造成為國際先進水平的加氫基礎設施網絡；《河北省推進氫能產業發展實施意見》提出，要率先將河北省打造成全國氫能產業創新發展高地；《成都市氫能產業發展規劃(2019~2023年)》明確提出，2023年成都市氫能產業主營業務收入力爭超過500億元，打造成為全國知名的氫能產業高端裝備製造基地。

核心技術尚未突破

氫能發展熱潮湧動，那麼這麼多的氫氣從哪兒來呢？煤氣化、天然氣、水電解等都可制氫，其中煤制氫最經濟。尤其是合成氨、焦化企業副產的氫氣成本最低，僅0.5~0.8元/立方米，是目前制氫來源最廣泛的技術路線，一些大型煉油企業也使用煤制氫作為氫來源的補充。

“雖然煤化工制氫成本低，但要消耗能源獲得，從全生命週期來考量，煤制氫屬於‘黑氫’，制氫過程產生的CO通過變換轉化為CO2，碳排放較高。”清華大學山西清潔能源研究院常務副院長張建勝介紹說，通過可再生能源制的氫屬於“綠氫”，而煤化工企業副產的氫氣是介於二者之間的“灰氫”。

中國化學工程集團有限公司總工程師賈美平、空氣化工產品(北京)投資有限公司氣化工藝技術總監屈強等認為，制氫環節問題不大，但氫的儲存、運輸、應用等成本較高，尚沒有好的辦法。比如金屬儲氫規模有限，液氫運輸和管道輸送氫氣需要終端儲存設施，這些還沒有標準規範，均需要技術突破。

中國科學院大連化物所研究員周利進一步分析說，我國的氫能應用技術還沒有完全成熟，比如氫燃料電池膜、催化劑以及循環泵、空壓機、電墩等核心設備尚未突破，完全依賴進口，價格十分昂貴。

氫能產業儘管存在如此多問題，但國內眾多企業和大量資本已開始盲目湧入，目前涉及氫能領域的註冊企業達3400多家，一些涉氫的上市公司股價經歷“過山車”。業內人士認為，這是一些企業為獲取國家補貼盲目發展氫能的不正常現象。

對此，賈美平、周利以及航天長征化學工程股份有限公司副總經理朱玉營、華東理工大學教授王輔臣等認為，這是過度炒作氫能的結果，僅靠國家補貼的氫能項目是沒有前途的。我國涉及氫能的企業多而散，核心技術缺失，創新能力不足，他們呼籲要冷靜發展氫能，建議企業和科研單位聯手創新攻關，加強基礎研究，消除技術壁壘，實現技術和裝備國產化，通過各環節分別突破，確保全產業鏈有序發展。

拓展用途完善產業鏈

“我國氫能全產業鏈還未形成，規模化利用路途還十分遙遠。”中石化洛陽工程公司高級工程師樑龍虎認為，國家應從政策層面做好頂層設計，建議氫能示範項目通過企業招標、國家投資，將補貼變為技術前期投入，實現成果共享，加快技術應用形成全產業鏈。

據悉，煤制氫的純度僅99.5%，而氫燃料電池要求99.999%(即5個9)以上。張建勝建議拓展氫氣用途，生產高附加值的產品，發揮其應有的價值，如發展純度為99.999999%(即8個9)的高純氫，既可加工芯片的原料電子級多晶硅，也可做燃料電池。據透露，他們研發的5000立方米/時高純氫技術示範裝置即將運行，氫氣純度將達99.99999%。

晉煤集團煤化工研究院高工原米貞認為，在發展氫能汽車和氫燃料電池的同時，天然氣或工業尾氣摻氫作為燃料或用於發電，也應成為氫能的利用方向。

近年來，業內企業紛紛進軍氫能利用產業。2018年初，兗礦集團開始實施氫能源產業三年行動，將氫能納入企業發展戰略，制定計劃探索氫能源的提純、存儲和運輸技術，規劃氫能源使用示範區。今年1月和3月，兗礦集團分別與法液空公司、日本東芝能源公司簽署戰略合作協議，佈局氫能供應及分佈式熱電聯供產業。該集團還與中國石油大學(華東)共同建設石油大學—兗礦新能源學院，依託下屬企業兗礦國宏化工有限公司的現有條件，規劃建設兗礦新能源研發創新中心，著手實施氫氣製備、純化、儲運、加註及燃料電池等研發示範項目。目前，制氫純化、加氫站已開工建設，將在3年內建成氫氣製備、儲運及應用的智能化氫能示範工程。（來源於中國化工報）