我國氫能產(chǎn)業(yè)布局已在路上：煤制氫擔(dān)當(dāng)氫能發(fā)展大任

近期，人民網(wǎng)等主要媒體紛紛刊文指出，“氫有望成為我國能源戰(zhàn)略的重要部分”“中國將統(tǒng)籌推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。還有媒體預(yù)測，未來氫能將占我國終端能源消費(fèi)的10%。

現(xiàn)實(shí)中，我國氫能產(chǎn)業(yè)布局已經(jīng)在路上。

在化學(xué)領(lǐng)域，氫排在元素周期表首位;在能源領(lǐng)域，它將在未來能源轉(zhuǎn)型中“挑大梁”。如今，布局已經(jīng)開始，2018年極有可能是中國氫能產(chǎn)業(yè)爆發(fā)元年。1月19日，湖北武漢出臺氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃方案，要打造世界級新型氫能城市;4月16日,雄韜氫能產(chǎn)業(yè)園和華熵氫能產(chǎn)業(yè)園落戶山西大同，助力大同建設(shè)“氫能之都”;4月28日，長三角“氫走廊”建設(shè)啟動，立志打造世界獨(dú)一無二的氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)帶;10月22日，江蘇如皋氫能小鎮(zhèn)、氫能產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目等6個氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目開工，成為氫能產(chǎn)業(yè)開拓者……氫能發(fā)展正呈現(xiàn)出一派蓬勃景象。

按照國家制定的氫能發(fā)展愿景，2050年我國將迎來氫能時代，進(jìn)入 “氫能社會”。這一美好愿景下，作為最具現(xiàn)實(shí)意義的氫能制取路徑——煤氣化制氫，將迎來廣闊發(fā)展空間。

大規(guī)模制氫需求迫切

因氫能具有安全、高效、可再生、清潔、低碳等特點(diǎn)，世界終將走向以氫能源為主的時代。對于我國而言，發(fā)展氫能，一方面可以豐富綠色低碳能源體系，助力解決風(fēng)、光、核等新能源的消納難題;另一方面，可以作為煤炭清潔化利用的極佳途徑，推動化石能源清潔轉(zhuǎn)化和替代，這對于我國這個煤炭大國來說尤具現(xiàn)實(shí)意義。

“氫氣應(yīng)用較為廣泛，在石化領(lǐng)域，它是用量最大的化工原料之一，可用于合成氨、合成甲醇、石油煉制等;在交通領(lǐng)域，隨著我國油品質(zhì)量升級步伐不斷加快，多數(shù)煉廠采用全加氫方式制油;新能源汽車蓄勢待發(fā)，對氫燃料的需求穩(wěn)步提升。另外，氫能在農(nóng)業(yè)、健康醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛、深入。”中國國際經(jīng)濟(jì)交流中心信息部副部長景春梅在接受本報(bào)記者采訪時表示，隨著時代的進(jìn)步，氫氣的應(yīng)用場景將越來越多，對氫氣的需求越來越大，用氫缺口也逐漸加大。

實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫需求迫切，那么，哪種制氫路徑堪當(dāng)大任?通常而言，工業(yè)化制氫路線主要包括水電解制氫、煤炭氣化制氫、天然氣制氫、生物質(zhì)氣化制氫、可再生能源制氫等。從我國能源稟賦及能源利用現(xiàn)狀等因素出發(fā)，煤炭氣化制氫、可再生能源制氫前景廣闊。其中，又以煤炭氣化制氫最受青睞。

中國工程院院士倪維斗此前接受本報(bào)記者采訪時強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前我國“富煤貧油少氣”的資源稟賦仍未改變，天然氣對外依存度已高達(dá)30%，核能、可再生能源等仍處于發(fā)展當(dāng)中，體量較小，尚不足以支撐我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的巨大能源需求。所以，從能源安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展穩(wěn)定等現(xiàn)實(shí)角度考慮，做好煤炭的清潔化利用至關(guān)重要。而煤制氫恰是煤炭清潔利用問題的極佳突破口。

制氫經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢明顯

從宏觀大局考量，煤制氫是極佳選擇。從煤制氫自身出發(fā)，其抓住了制氫經(jīng)濟(jì)性這一“命門”，優(yōu)勢明顯。

“在幾種制氫路徑中，煤制氫最具經(jīng)濟(jì)性。”景春梅介紹，這主要表現(xiàn)在三個方面：一是原料的可獲得性。我國作為煤炭大國，煤炭在一次能源占比達(dá)60%，資源豐富且易得;二是成本較低，煤炭相比天然氣等能源具有明顯的價格優(yōu)勢。據(jù)景春梅透露，天然氣制氫成本約為2元/立方米，而煤炭制氫的成本在0.8元/立方米左右，可節(jié)約成本近20%;三是技術(shù)成熟，產(chǎn)量高。清潔煤化工過程第一步產(chǎn)生的就是氫氣，由此煤制氫技術(shù)可以追溯到上世紀(jì)八九十年代。在此期間，神華、齊魯石化、茂名石化等煤化工行業(yè)龍頭企業(yè)爭相布局，推動了我國煤制氫技術(shù)的發(fā)展，在一氧化碳轉(zhuǎn)換、氫氣分離提純、大規(guī)模空分等關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。可以說，我國的煤制氫技術(shù)已較為成熟，且產(chǎn)量高，每年煤制氫產(chǎn)量達(dá)千萬噸級，可支持規(guī)?；瘧?yīng)用，這是其他制氫路徑不具備的優(yōu)勢。

“過去多年間，煤制氫一直活躍在化工領(lǐng)域，但不被大眾所熟悉。近兩年，隨著環(huán)保的要求提高，油品質(zhì)量升級步伐的加快，煤制氫開始被煉油廠廣泛應(yīng)用。而隨著氫燃料電池汽車火熱起來，煤制氫作為主要制氫路徑之一，也逐漸走進(jìn)公眾的視野。”景春梅介紹。不久前亞化咨詢發(fā)布的《中國煤制氫年度報(bào)告2018》數(shù)據(jù)證明了這一點(diǎn)：2010年至今，全國新建大型煉廠煤、石油焦制氫項(xiàng)目6套，煤制氫的總規(guī)模約為80.5萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時。目前，還有15個擬在建煉化一體化項(xiàng)目，其中11個確定采用煤氣化制氫工藝。

儲運(yùn)、環(huán)保瓶頸待破解

“借著環(huán)保的東風(fēng)，煤制氫變得熱門，站上了風(fēng)口”，近年來，這一觀點(diǎn)開始流行。不過，在景春梅看來，煤制氫雖然優(yōu)勢斐然，潛力無限，但說迎來風(fēng)口還為時尚早，要突破三方面的瓶頸。

一是儲運(yùn)。我國煤炭集中在三北地區(qū)，煤化工產(chǎn)業(yè)也集中在三北地區(qū)，但能源消費(fèi)基本集中在長三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這就會產(chǎn)生儲運(yùn)問題。“煤氣化制氫后，怎么運(yùn)輸，怎么儲存?煤制氫不像天然氣已經(jīng)建立了大規(guī)模的管道運(yùn)輸體系，所以現(xiàn)在都是用車輛運(yùn)輸。但車輛運(yùn)輸有運(yùn)輸半徑，一般100千米以內(nèi)的運(yùn)輸距離還具有經(jīng)濟(jì)性，超過這個距離后運(yùn)輸成本變高。如果加上高昂的運(yùn)輸成本，煤制氫的經(jīng)濟(jì)性將大打折扣。”景春梅表示。

二是環(huán)保。煤制氫面臨碳排放處理的問題。對此，景春梅介紹，雖然目前已經(jīng)有配套的技術(shù)方案解決碳排放的問題，如碳捕捉與封存、IGCC等，國內(nèi)也建設(shè)了相應(yīng)的示范項(xiàng)目，但目前成本太高，尚不具備規(guī)模化推廣的條件。煤制氫需要很好地把這樣一個環(huán)保瓶頸解決，否則將來的發(fā)展可能受限。

第三是安全。目前，煤化工項(xiàng)目還要更好地解決氣化爐安全穩(wěn)定、長周期運(yùn)行的問題，煤制氫也需要突破這一共性瓶頸。

“從煤制氫自身出發(fā)，要很好地解決上述三個問題，它才會真正地啟動風(fēng)口，迎來春天。從宏觀全局出發(fā)，包括政策、上下游企業(yè)在內(nèi)的諸多環(huán)節(jié)也有各自的短板要補(bǔ)。”景春梅表示。一方面，從政策來看，近幾年我國出臺的如《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計(jì)劃(2016~2030年)》《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等諸多規(guī)劃、政策中均能看到氫能、燃料電池汽車的身影，但專門針對氫能發(fā)展的專項(xiàng)政策目前尚未出臺，也缺乏進(jìn)一步往下落實(shí)的配套政策。而煤質(zhì)氫作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的一環(huán)，當(dāng)然也缺乏更加細(xì)致的規(guī)定。若要煤制氫“挑大梁”，還需要填補(bǔ)政策方面的空白。

“另一方面，煤制氫的發(fā)展依賴于整個產(chǎn)業(yè)上下游的整體布局，不能只盯著制氫這一個環(huán)節(jié)。”景春梅分析，“單打獨(dú)斗等不來‘春天’。煤制氫項(xiàng)目建設(shè)需要對當(dāng)?shù)氐馁Y源情況、園區(qū)建設(shè)、交通布局、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、原料供應(yīng)等因素統(tǒng)籌考量。煤制氫產(chǎn)業(yè)還需要吸引更多的企業(yè)，尤其是實(shí)力雄厚的大企業(yè)參與進(jìn)來，推動儲運(yùn)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，充實(shí)煤制氫上下游產(chǎn)業(yè)鏈。”