跟着氢能工业步入快速展开期,保证安稳、牢靠及低本钱供给,已成为其高质量展开的迫切需要。
从氢源动身,国际动力理事会将氢能划分为灰氢、蓝氢与绿氢,别离指碳基动力制氢,化石燃料制氢加碳捕集、封存道路,以及运用可再生动力电解制氢的方法。但据记者了解,在我国现有的2500万吨氢气产值中,煤制氢占62%、天然气制氢占19%、工业副产气制氢占18%,真实的“绿氢”仅占1%左右。业界普遍以为,现在占比最大煤基制氢道路,恰恰与氢能工业的“减排”初衷相违反。
兼具质料富集、本钱较低、技能老练等特性,煤制氢的优势不行否认。但一起,高污染与高碳排的“痛点”也不行逃避,煤炭与氢能可否完成协同展开?
具有规划和本钱优势
计算显现,我国煤炭资源保有量约1.95万亿吨,假定10%用于煤气化制氢,制氢潜力约为243.8亿吨。而据我国氢能联盟猜测,到2050年,我国氢气需求量挨近6000万吨。由此可见,煤制氢的规划效应明显。
在我国煤炭工业协会副会长刘峰看来,煤制氢占比高首要是因为煤炭是我国仅有的优势矿藏,资源储量大、挖掘能力强,大型煤气化制氢技能老练,从资源和出产技能方面临制氢均有较好保证。
据刘峰介绍,近年来,跟着现代煤化工技能和配备的展开,我国煤炭大型高温气化技能和配备不断老练,各种类型并具有自主知识产权的大型煤气化炉不断演示运用。“以2000吨级多喷嘴水煤浆气化炉为例,经过悉数改换制氢,每天能够出产120多吨‘4个9到5个9’(浓度99.99%至99.999%)的高品质、高纯度氢气,依照现有氢动力轿车氢气耗费方针预算,足能够供13万辆小轿车跑100公里。”
从本钱看,煤制氢也具有优势。数据显现,煤制氢本钱贱价,每公斤氢气的出产本钱只要10-15元,为电解水制氢本钱的20%-25%,是现有汽油车油耗本钱的40%左右。
但从现有消费构成看,我国氢气根本悉数用于工业范畴,合成氨用氢占37%、甲醇占19%、炼油10%、其他工业范畴约19%,真实直接焚烧占比缺乏15%,且没有多少搁置。刘峰表明,未来假如氢能工业展开起来,氢气将迎来大规划运用,那么氢源有必要有牢靠保证,而这其间,煤制氢能够承当兜底保供效果。
高碳排放问题引重视
虽然优势杰出,煤制氢却伴跟着一个不行逃避的问题——高碳排放,煤炭制备1公斤氢气,大约发生11公斤二氧化碳。采访中,多位业界人士表明,在“30·60”双碳方针下,煤制氢碳排放问题有必要引起高度重视。
清华大学动力转型与社会展开研究中心常务副主任何继江对记者表明,现在,我国化工工业有很多的副产氢,但氢能工业面临的问题不是缺氢,而是缺运用情形。“煤制氢在局部地区能够起到技能验证的效果,但从碳减排的视点看,煤制氢负效果凸显,在CCS尚不能规划化运用之前,大规划煤制氢来处理氢源与双碳方针各走各路。”
我国科学院院士李灿也称,展开氢能的初衷之一是减排污染物和二氧化碳。从煤制氢出产、储运、运用的全进程来看,并没有削减碳排放,仅仅将排放由结尾转移到前端。“从优化运用视点,煤炭作为名贵的质料资源,用于制备更重要的化学品及资料才更合理。”
不过,在刘峰看来,煤气化制氢所排放的是高浓度、较高纯度的二氧化碳,并且是会集排放,有利于二氧化碳的无害化处置和碳循环运用。一起,煤制氢贱价的价格,也为展开碳埋藏和碳循环运用腾出来很大的本钱空间,大规划展开碳捕捉、封存与运用有较好根底。
展开初期可保证供给
面临“喜忧参半”的实际,煤制氢有无出路?
我国科学院院士包信和指出,“真实的绿氢,一定要经过可再生动力取得。用风、光、核发生的电能,把水电解变成氢的进程只排放氢气,不发生二氧化碳。因而从碳减排视点动身,不主张运用煤炭等化石动力制氢。”
对此,北京市煤气热力工程设计院有限公司总工程师王洪建表明,煤炭在短期内不会退出历史舞台,刚刚起步的氢能工业应以经济性为首,合理运用现有的丰厚资源,并经过对煤制氢技能的运用划定相应的时刻规划,引导氢能工业无碳绿色转型。“从远期来看,跟着全国碳交易市场的老练,以及减排力度的添加,煤制氢本钱上升不行避免,到时,可再生动力制氢或转变为更具经济性的制氢途径。”
刘峰以为,在展开初级阶段,氢气需求量并不大,但快捷、低本钱、安稳供给非常重要。“虽然煤制氢是所谓的灰氢,碳捕捉与封存环节将添加煤制氢本钱,在绿氢尚缺乏以贱价、安稳供给的时期,无妨先将煤制氢作为氢气重要来历。即便到了可再生动力发电制氢的本钱更低、规划更大的阶段,可再生动力制绿氢与煤炭相结合,作为质料出产工业产品,完成碳氢互补,也能够更好地发挥二者的优势。”
李灿泄漏,部分地区正在测验推动可再生动力与煤化工结合,展开“零碳排放的煤化工”。“煤能够制油、制气、制甲醇等。但在出产进程中,煤的碳原子运用率其实很低,其间只要1/3-1/2的煤碳原子转化为产品,别的2/3-1/2-的煤碳原子烧成二氧化碳排出去了。‘零碳排放的煤化工’便是要完成化石资源优化运用,为绿色出产供给一套新思路。经过可再生动力完成零碳排放制氢,与煤化工进程结合,把一切的煤碳原子都经济地转化为产品,而不是以二氧化碳排放。”