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專家建議，對于煤炭企業來說，不應該盲目地追求氫的產量，而應該注意氫的來源，綠氫是可持續發展的方向，也是煤炭企業減少碳排放的重要途徑。
以煤氣化制合成氣為龍頭，耦合風、光水電解制氫，建設70萬噸/年聚烯烴、10億立方米/年液化天然氣兩條主要生產線——位于新疆哈密的綠色低碳高值煤基化學品新材料項目，近日召開可行性研究報告評審會；在河南省發改委剛剛公布的可再生能源制氫示范項目名單中，河南平煤神馬東大化學有限公司16MW光伏制氫示范項目入選，到2023年，制氫規模擬達到240萬Nm3/年；結合自身需求，國家能源集團注重氫能、氨能在煤炭運輸領域的應用，宣布將在“十四五”期間規劃一批科技創新項目。
自今年年初以來，煤和氫之間的聯系一直很頻繁。許多煤炭企業瞄準氫能，作為低碳轉型和業務發展的起點，“氫”裝上陣，煤炭企業的前景如何？
從上游制氫到整個產業鏈
根據中國氫能聯盟、中國氫能標準化技術委員會等不同機構的數據，煤制氫仍然是中國的主要氫源，產量占60%以上，“煤炭企業涉足氫能產業的最大優勢在于原料豐富，技術成熟。目前，每公斤煤制氫成本僅為電解水制氫成本的1/4-1/5。”中國國際經濟交流中心科研信息部部長、能源政策研究所所長景春梅舉例表示，在煤化工反應中，煤氣化過程的第一步就是產氫，
除上游環節外，部分企業還進一步延伸到氫能全產業鏈。國家能源集團布局較早，初步形成了國家氫能項目布局。例如，江蘇省如皋市建設的全天候商業運營加氫站是中國第一個行政審批完整、完全市場化發展的國際標準商業加氫站。1月24日，河北省張家口市萬全油氫電綜合能源站正式啟動，集加油、加氫、充電于一體，為冬奧會提供氫保障。
在國家能源集團最新召開的氫能產業發展專題會議上，總經理劉國躍提出，在現有科研成果和發展的基礎上，把握氫能產業發展背景，選擇良好的技術路線，穩步開展工程技術示范，穩步布局項目。推進新能源發電與電解水制氫耦合發展、新能源制氫與現代煤化工耦合發展、煤炭生產運輸和輔助環節的氫基新能源替代，更好地發揮傳統化石能源與可再生能源、新能源的耦合作用。
地方煤炭公司也在大膽嘗試。在山西，中國最大的獨立商品焦和煉焦煤生產商美錦能源在佛山、云浮、山西太原、晉中等地建設了8座加氫站，去年共銷售了357輛氫燃料汽車。山東能源集團依托煤化工優勢，積極布局制氫、儲氫、氫產業鏈，計劃建設海陸風電、光伏、氫能“雙千萬、雙園區”新能源產業集群。
從煤制灰 氫到清潔綠氫轉變
煤炭企業制氫優勢突出，但缺點也非常明顯。“氫能是零碳燃料，也是化石能源和可再生能源之間過渡和轉換的橋梁。煤制氫技術相對成熟，成本較低，但同時將制氫生產的二氧化碳捕捉和封存，才達到碳減排的目的。”中國工程院院士衣寶廉表示，基于氫產業清潔低碳發展的初衷，煤制氫將逐漸被基于可再生能源的綠氫所取代。
為了解決脫碳問題，衣寶廉提出對二氧化碳進行集中處理，如利用電解水制氫的副產氧，進一步與煤制氫結合，收集二氧化碳并注入油井，以提高產油量。“日本在澳大利亞從事褐煤制氫是結合二氧化碳封存，通過儲氫載體甲基環乙烷運至日本，然后脫氫為甲苯，制取氫氣。”
北京低碳清潔能源研究院氫能研發負責人何廣利也表示，從整個生命周期的碳排放來看，現有的煤制氫方法違反了清潔低碳的要求。“從這個角度來看，煤制氫不僅沒有優勢，而且由于生產過程中的碳排放，反倒是第一個受到影響的行業。對于企業來說，不能盲目地追求生產多少氫，還要注意氫從哪里來。低碳氫源是可持續發展的方向，這也是煤化工企業減少碳排放的重要途徑。”
正如所說，一些企業已經進行了探索。據寧夏寶豐能源集團相關負責人介紹，集團太陽能電解水制氫綜合示范項目預計年產2.4億標方綠氫，1.2億標方綠氧，可直接供應化工裝置，綠氫代替煤炭原料，綠氧代替煤炭燃料生產高端化工產品。“煤的碳含量高、氫含量低，烯烴產品正好相反，因此需要煤和水制氫，反應過程中排放二氧化碳。電解水制氫純度等級高，雜質氣體少，考慮到減排效率，結合可再生能源，電解水制氫被認為是實現脫碳的最佳途徑，只要有足夠的‘綠氫’，煤制烯烴碳的排放問題就可以基本消除。”
綜合各種因素找準切入點
何廣利進一步提出，現有支持二氧化碳處理技術解決煤制氫碳排放的方法，并建立了相應的示范項目，但由于成本高，大規模推廣也需要政策支持。另一種減碳方法是“煤炭+新能源”。用可再生能源制氫代替灰氫。在滿足自用需求的基礎上，企業可以考慮作為氫源供應單位，將盈余的綠氫向外供給。隨著可再生能源成本的持續下降，經濟問題將逐步改善。
景春梅承認，許多煤炭企業專注于制氫環節，但考慮到碳減排的約束，繼續盲目擴大煤制氫，將自己定義為氫源供應商是不可取的。“可再生能源制氫、耦合煤化工產業鏈、對工業副產氫進行提純、去碳是可行的發展方向。”
除了“從哪里來”，還要注意“去哪里”。景春梅提出，氫能產業鏈較長，涵蓋上游制備、中游儲運、下游氫燃料電池、儲能應用等。煤炭企業不僅要看自己能做什么，還要把握行業和地區的整體情況。“比如儲運仍然是氫能行業面臨的堵點，約占終端用氫成本的50%。煤炭企業的很多項目都位于中西部地區，即使是低成本的煤制氫，超過一定運輸距離后經濟性也會大大降低。如何生產運出去？再比如，燃料電池和車輛是一個相當復雜的產業鏈，很多專門從事氫能研發多年的公司才有突破。如果煤炭企業在技術和人才方面不占優勢，不建議貿然嘗試。此外，許多地方已經發布了氫能相關規劃，出現了‘沖動的跡象’。煤炭企業還應根據實際情況算好帳、布好局，避免重復建設和產能趨同。”
劉國躍表示，氫能產業的發展方向主要包括清潔能源基礎燃料、能源儲存介質和不同能源行業耦合的重要媒介。國家能源集團將充分發揮新能源制氫和工業附加制氫的優勢，以制氫和儲氫為產業發展的切入點，促進氫能與煤基能源產業、新能源產業的協調發展。
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