氫源結構呈“以煤為主”特點

　　◆從長遠看，低碳排放的煤制氫和規模化的可再生能源制氫將成為我國的主要氫源。

　　◆對于煤炭企業，在具有氫能發展優勢的地區，可布局發展工業副產氣制氫，配套建設氫能儲運系統，重點突破氫氣純化及在線檢測技術；布局發展結合CCS的大規模煤制氫，探索開發廢舊礦井二氧化碳封存技術。

　　近年來，氫能成為能源領域熱點，許多地區、企業參與到氫能產業之中，其中包括不少煤炭企業。當前，中國氫能產業的發展狀況如何？在氫能產業發展中有哪些需要注意的地方？在日前舉行的首屆中國煤制氫與氫能產業發展大會上，與會專家提出了自己的觀點。

　　產業發展需加強頂層設計

　　當前氫能產業發展應從三方面著力：一是頂層設計，出臺國家層面的產業發展規范；二是加強示范項目建設，以示范項目帶動產業發展；三是加強安全法規標準體系建設

　　氫能具有零碳、高效、可儲存、安全可靠等優勢，可在交通、工業、建筑等多領域應用。氫能在我國能源生產和消費革命中亦扮演著重要角色。

　　“氫氣是很好的能源載體，有助于實現跨能源耦合，建設更靈活、安全、智慧的能源系統。”國家發展和改革委員會能源研究所助理研究員符冠云說。

　　世界主要發達國家均在大力發展氫能與燃料電池產業。日本將氫能視為能源轉型的重要戰略支點，其氫燃料電池汽車與發電裝置已推向市場，關鍵技術開發及產業裝備制造較為成熟。美國已有比較完備的氫能產業政策及發展路線圖，加州等地區已初步建成基礎設施網絡。歐洲正在加快氫能產業的商業化進程。

　　近年來，我國氫能產業發展不斷提速，投入強度顯著提升，加氫站數量增加，取得關鍵技術突破，裝備國產化進程加快，地方政策相繼出臺，區域骨干供給網絡初顯。

　　但與發達國家相比，我國還處于產業化探索期。以加氫站的建設情況為例。目前，我國已建成的加氫站有25座，而日本、德國和美國的數據分別為100座、60座和42座。

　　另外，我國氫能產業發展還存在缺少系統性的發展戰略，關鍵技術與成本急需突破，產業管理與監督體系尚未構建等問題。

　　對于當前中國氫能產業發展，中國工程院院士、中國工程院能源與礦業工程學部主任彭蘇萍表示應從三方面著力：一是頂層設計，出臺國家層面的產業發展規范；二是加強示范項目建設，以示范項目帶動產業發展；三是加強安全法規標準體系建設。

　　中國煤炭加工利用協會理事長張紹強也認為，當前我國氫能產業剛起步，許多關鍵技術還不掌握，在基礎設施布局等方面均需加強頂層設計，避免重復建設。

　　雖然當前許多地區、企業投資氫能產業的熱情很高，但作為新興產業，一些專家認為，氫能產業可能至少還需要10年才能發展成熟，對于希望近期就能獲得收益的企業，在投資時需更謹慎。

　　結合產業優勢發展氫能

　　就全球而言，氫的最大來源是天然氣，占比約48%；日本最主要的來源為電解水制氫，占比為63%；我國氫最主要的來源為煤，占比為62%

　　目前，我國煤氣化制氫、天然氣制氫、工業副產氣制氫和堿性電解水制氫在技術上均已比較成熟。

　　利用滯納的可再生能源電解水制氫，既可促進可再生能源消納、發展，又沒有碳排放，前景光明。

　　然而，一些現實的問題不得不考慮。我國存在可再生能源滯納問題的多為西部地區，而西部地區缺水，遠離氫的消費地，氫氣制造出來之后的運輸、儲存都比較困難。

　　電解水制氫沒有碳排放，但卻是當下成本最高的制氫方式。目前，我國電解水制氫所占比重不到1%。而這不到1%的生存空間則來源于電解水制氫的獨特性。蘇州競立制氫設備有限公司總經理助理董太明介紹，以電解水方式得到的氫氣最純、質量最高，可用于食用油、高端玻璃等領域。

　　而另一方面，我國又存在大量現成的廉價氫氣來源。據測算，2018年，我國焦炭產量4.38億噸，產生焦爐氣約2010億立方米，其中可供綜合利用的氫氣約1000億立方米；蘭炭產量約4000萬噸，產生可供綜合利用的氫氣約50億立方米。

　　“這些都是現成廉價的氫氣來源。”張紹強說。這基本上已足夠滿足我國當前的氫氣需求。

　　整體而言，“當前，我國氫源結構呈‘以煤為主’的特點。”符冠云介紹，就全球而言，氫的最主要來源是天然氣，占比約48%；日本最主要的來源為電解水制氫，占比為63%；我國氫最主要的來源為煤，占比為62%。這與我國以煤為主的能源結構一致。

　　對于未來我國氫能產業發展，《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》認為，在氫能產業發展初期（2020年至2025年左右），氫氣年均需求量約2200萬噸，工業副產氣制氫因成本較低，接近消費市場，將成為有效供氫主體；在氫能產業發展中期（2030年左右），氫氣年均需求約3500萬噸，煤制氫配合二氧化碳捕獲封存（CCS）技術，可再生能源電解水制氫將成為有效供氫主體；在氫能產業發展遠期，氫氣年均需求約6000萬噸，可再生能源電解氫將成為供氫主體，煤制氫配合CCS技術將成為有效補充。

　　“從長遠看，低碳排放的煤制氫和規模化的可再生能源制氫將成為我國的主要氫源。”山東兗礦集團水煤漿氣化及煤化工國家工程研究中心有限公司總工程師吳永國說。

　　針對煤炭企業發展氫能產業，吳永國建議，在具有氫能發展優勢的地區，可布局發展工業副產氣制氫，做好發展初期的氫氣供應。同時，根據市場需求，配套建設氫能儲運系統，重點突破氫氣純化及在線檢測技術。布局發展結合CCS技術的大規模煤制氫，探索開發廢舊礦井二氧化碳封存技術。在布局可再生能源電解水制氫時，則可以結合煤炭沉陷區治理需求，如通過漁光風一體化生態治理，實現區域電解水制氫及電網平衡。

　　煤炭企業探索布局氫能產業

　　在技術、工業設施等方面，煤炭企業已有一定基礎，目前他們通過合作，積累技術和人才，加強基礎設施建設

　　目前已有不少煤炭企業在布局發展氫能產業。會上，兗礦集團和山西潞安礦業集團介紹了他們在氫能產業發展上的探索。

　　在技術、工業設施等方面，兗礦集團已有一定基礎。

　　吳永國介紹，兗礦集團擁有先進的煤氣化制氫技術。他們與華東理工大學共有多項先進的大型煤氣化技術，合作研發的世界最大單臺4000噸氣化爐預計下半年投產。同時，兗礦集團還擁有煤炭、工業副產氣等多種氫源和相關基礎配套設施。

　　在氫能產業發展上，兗礦集團已有一些探索。今年1月，兗礦集團參與發起成立山東氫能源與燃料電池產業聯盟，為副理事長單位。

　　同時，兗礦集團還加大技術和人才積累力度。今年4月，兗礦集團與中國石油大學（華東）共同出資建設了石大兗礦新能源學院，搭建新能源人才培養及技術研發平臺，共同研發先進氫能技術，突破技術瓶頸。同時，兗礦集團還規劃約300畝地，投資近4億元，打造了兗礦新能源研發創新中心，搭建氫能產業化技術中試示范平臺，開展氫能技術中試放大及運營示范工作。

　　在基礎設施建設方面，兗礦集團已建成了首座加氫站。6月29日，2輛氫燃料電池汽車分別從國宏小區和鑫琦花園發車開往兗礦集團國宏公司廠區，開始公司通勤班車試運行。兗礦集團35兆帕橇裝加氫站同時開始運行。該加氫站日氫氣加注能力為500千克，可給氫燃料電池汽車和物流車加注氫氣，是兗礦集團建設的首座加氫站。

　　潞安集團也在布局發展氫能產業。

　　據了解，潞安集團的煤化工等產業會產生大量氫氣，潛在的年氫氣產能在10億立方米左右。潞安集團正在做每小時2萬立方米的高純氫項目。目前，該項目的一期工程已完成可行性研究和選址工作。

　　另外，潞安集團與合作伙伴共同建設的燃料電池生產及系統項目，電堆壽命約1萬小時，體積功率密度為2.12千瓦/升。潞安集團擬在山西綜改示范區內分三期建設氫燃料電池生產線，一期規模為1000套/年，二期規模為5000套/年，三期建成總規模將達到2萬套/年。目前，一期項目選址和可行性研究工作已完成。

　　在加氫站建設方面，潞安集團將與美國AP公司成立合資公司，布局建設30座至50座加氫站，在太原、長治規劃建設4座至5座加氫站，預計今年年內開工。

　　在技術儲備方面，潞安集團正與太原理工大學、山西大學等合作開展“低成本高效率氫燃料電池關鍵技術及工程示范”項目研究。

　　日本：一手抓用戶，一手降成本

　　和中國一樣，目前日本的加氫站、氫能熱電聯產裝置等都還不能實現商業化運營

　　就世界范圍而言，日本的氫能產業發展走在了前列。

　　日本能源環保國際促進會新能源技術顧問森豐介紹，日本把氫作為終極能源。今年3月，日本對氫能產業發展路線圖進行了第三次修改，明確了各階段具體發展目標。

　　目前日本已建有100座加氫站。根據日本氫能產業發展路線圖，他們計劃到2020年建設160座加氫站，到2030年建設約900座加氫站。

　　在日本，除了燃料汽車，氫的應用還很多，比如家用氫燃料電池熱電聯產系統。根據能量更多用于發電還是制熱，目前日本市場上銷售的家用燃料電池熱電聯產系統可分為S型和P型。

　　家用氫燃料電池熱電聯產系統本是為獨棟住宅設計的，但目前在日本不少集中住宅公寓也慢慢普及。

　　“今年，我女兒買的公寓中就配有氫燃料電池熱電聯產裝置，可見應用已經比較普遍了。”森豐說。

　　森豐介紹了一個用廢塑料制取氫氣實現燃料電池熱電聯產的應用案例。該項目位于日本昭和電工川崎工廠，在2020年前可享受國家補貼。該項目將回收的廢塑料放入氣化爐中氣化，制取氫氣。然后，將產生的氫氣供給幾公里外的酒店，通過安裝在酒店的100千瓦級氫燃料電池發電和生產熱水，供酒店使用。

　　但是整體而言，由于價格高昂，氫燃料電池熱電聯產裝置的銷量仍未大幅增長。和中國一樣，目前日本的加氫站、氫能熱電聯產裝置等都還不能實現商業化運營。

　　日本能源環保國際促進會會長竹川東明表示，日本的氫能產業發展需要解決兩大問題，一個是抓住用戶，一個是降低設備制造、氫氣生產成本。這也成為日本氫能產業發展的方向。

　　針對抓住用戶，森豐介紹，日本政府目前的做法是，暫時不管民眾用不用，先把基礎設施建起來，為下一步氫能產業商業化運營奠定基礎。

　　另一方面，日本則將大力降成本，既包括加氫站的建設成本，也包括氫氣制造成本。今年3月，日本在對氫能產業發展路線圖進行修改時，也明確提出了各階段的降成本目標。（記者 鄢麗娜）

　　轉自：中國煤炭報

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