“隨著燃料電池汽車逐步規(guī)模化，下一步可考慮推廣煤制氫。特別是劣質(zhì)煤制氫，可以說是把最臟的資源變成了最干凈的燃料，實現(xiàn)清潔利用。”近日在接受記者采訪時，中國科學(xué)院院士衣寶廉特別“點名”煤制氫。

“2050年我們將迎來氫能時代，形成10萬億元產(chǎn)能規(guī)模。煤的最佳應(yīng)用方式就是制氫，煤制氫未來將作為新能源的一個重頭戲。”此前的公開發(fā)言中，中國工程院院士干勇如是說。

“氫能是最低碳的清潔能源，要實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，煤氣化制氫的成本優(yōu)勢相當明顯。”中國工程院院士顧大釗則這樣評價。

多位院士在不同場合、不同時間、不約而同提及煤制氫，這并非偶然。近期氫燃料電池汽車的大熱，著實讓煤制氫又火一把，不少業(yè)內(nèi)人士甚至將其視為未來氫能的主要來源。厚望之下，煤制氫能否扛起未來供氫重任?

產(chǎn)量巨大，成本可觀

煤制氫，即通過利用氣化技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)產(chǎn)物，經(jīng)分離處理提取高純度的氫氣。在我國，煤制氫實際早有廣泛應(yīng)用。

根據(jù)亞化咨詢《中國煤制氫年度報告2018》統(tǒng)計，2010年至今，全國新建大型煉廠煤/石油焦制氫項目6套，煤制氫的總規(guī)模約為80.5萬標立米/小時。另有15個擬在建煉化一體化項目，其中11個確定采用煤氣化制氫工藝。

“我國是全世界最大的氫能用戶，2016年煤制氫產(chǎn)量已達1700-1800萬噸，算是非常大了。只不過此前多用于合成氨、石油煉化等工業(yè)領(lǐng)域，距離我們生活較遠。隨著氫燃料電池汽車熱門起來，煤制氫作為氫源之一，逐漸進入公眾視野。”國家能源集團北京低碳清潔能源研究所氫能技術(shù)開發(fā)部經(jīng)理何廣利稱。

從工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車產(chǎn)業(yè)，煤制氫是否可行?從產(chǎn)量來看，何廣利認為并無問題。“我們以集團自己的項目做過測算，如將現(xiàn)行煤氣化設(shè)施全部用來制氫，年產(chǎn)氫能約400萬噸。這一產(chǎn)量，足以供應(yīng)4000萬輛燃料電池乘用車。按照年產(chǎn)1800萬噸的總規(guī)模換算，供應(yīng)量則達1.8億輛車。即使不再增加新的制氫能力，也可滿足燃料電池汽車規(guī)模化使用。”

再從成本分析，在煤化工資深專家、三聚環(huán)保新材料股份有限公司副總裁任相坤看來，煤制氫是所有制氫途徑中，最經(jīng)濟、最實用的一種。“我國以煤為主的資源稟賦，首先為煤制氫奠定基礎(chǔ)，資源豐富、易得。其次取決于不同煤質(zhì)，規(guī)模化制氫成本目前在0.8元/立方米左右，相比至少2元/立方米的天然氣制氫，及成本更高的電解水制氫，煤制氫優(yōu)勢非常明顯。”

此外技術(shù)層面，多位專家向記者表示，現(xiàn)已進入成熟應(yīng)用階段，可靠而先進。“我國的煤制氫技術(shù)，甚至堪稱全球領(lǐng)先。”何廣利說。

儲運、環(huán)保仍是瓶頸

產(chǎn)能有保障、物美且價廉，煤制氫是否就能承擔(dān)氫燃料電池的規(guī)模化供應(yīng)?記者在采訪中獲悉，事實并非如此。

首先，工藝環(huán)節(jié)仍有制約。“前端制氫的確過關(guān)了，但后續(xù)運輸、儲存中的問題緊接著來了。”中科院大連化學(xué)物理研究所節(jié)能與環(huán)境研究部部長王樹東指出。根據(jù)習(xí)慣，煤制氫現(xiàn)多為本地化使用，產(chǎn)出后通過管道就近消納，無需長距離輸送。但用在燃料電池上，制氫與用氫不再是同一地點，多了加氫站這一“中間商”，儲運要求隨之而來。

一方面，由于燃料電池汽車尚未大規(guī)模投運，相關(guān)配套設(shè)施也不完善，參與氫氣儲運的企業(yè)較少，遠未達到產(chǎn)業(yè)化水平。另一方面，煤制氫的儲運技術(shù)、設(shè)備依然存疑。采用何種方式儲存?管道還是車運合適?設(shè)備成本由誰承擔(dān)?安全性有保障嗎?“多重不確定因素，導(dǎo)致煤制氫儲運還有很長的路要走。”王樹東稱。

同時還有成本問題。何廣利坦言，制氫成本雖有優(yōu)勢，目前加上儲運費用，煤制氫的實際使用反而更貴。“像我們自己在實驗室用的氫氣，從外地運至北京，每立方米總成本至少十幾元，儲運甚至遠超制氫成本。”

在我國，因成本遠高于國際平均水平，儲運環(huán)節(jié)也限制了煤制氫的進一步發(fā)展。以運輸環(huán)節(jié)為例，記者了解到，管道運送成本雖低，對設(shè)施的要求卻極高，建設(shè)、運行等投資都是不小數(shù)目。瓶裝車運氫運量受限、成本偏高，且在氫氣瓶本身的生產(chǎn)中，部分核心材料仍依賴進口，無形中加重負擔(dān)。

此外，還有環(huán)保隱患。亞化咨詢相關(guān)負責(zé)人告訴記者，全球減碳大勢之下，煤制氫因碳排放量極高，未來很有可能使用受限。“煉廠采用煤制氫路線，建設(shè)10萬標立米/小時的制氫規(guī)模，年排放二氧化碳就達90萬噸左右。如浙江石化計劃建設(shè)的4000萬噸/年煉化一體化項目二期，就在環(huán)評中被明確要求，制氫方案不得以煤為原料。”

煤制氫可成為供應(yīng)主力

一邊是資源、生產(chǎn)優(yōu)勢，一邊卻卡在了配套環(huán)節(jié)。燃料電池汽車大熱的背景之下，煤制氫還有機會嗎?

在任相坤看來，煤制氫的發(fā)展空間不容忽視。“相比高額的電解水制氫，煤氣化制氫成本低廉;相比天然氣制氫，我國‘富煤、缺氣’，以及天然氣不提倡轉(zhuǎn)化等現(xiàn)狀，又讓煤炭占據(jù)資源優(yōu)勢。加上清潔化利用也是煤炭行業(yè)的發(fā)展方向所在，待燃料電池汽車真正實現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，煤制氫定有自己的一席之地，甚至占據(jù)重要地位。”

他同時指出，煤制氫項目也切忌“單打獨斗”。“園區(qū)建設(shè)、交通布局、基礎(chǔ)設(shè)施、原料供應(yīng)等因素，都應(yīng)納入統(tǒng)籌考慮范圍。比如在什么地方建設(shè)制氫裝置，與煤炭供應(yīng)有無保障、城市發(fā)展是否匹配等均息息相關(guān)。此外，煤制氫也可與城市供熱、發(fā)電、石油加工及當?shù)仄渌ろ椖康葘ふ医Y(jié)合點，充分發(fā)揮其效益，實現(xiàn)資源利用最大化。”

圍繞儲運難題，何廣利則指出，制氫、儲氫、運氫、加氫實際是一套系統(tǒng)工程，應(yīng)同步布局供氫體系。“出于安全性考慮，我國規(guī)定運輸氫氣的壓力不能太大，壓力低也決定儲存量不會太大。現(xiàn)階段，我國仍普遍采用35兆帕壓力標準，而日本、美國已達到70兆帕壓力標準。要提升儲運能力，下一步還需從技術(shù)層面入手，運量上去了，折算下來的成本也就相應(yīng)下降。”

針對碳排放問題，記者了解到，二氧化碳捕集與封存技術(shù)，被認為是當前為數(shù)不多的成熟解決方案之一。研究表明，以每公斤氫氣生產(chǎn)16公斤二氧化碳計算，捕集與封存的成本在12元左右。

“二氧化碳捕集、封存技術(shù)在我國已有年頭，但因處理成本偏高、封存后再利用困難等問題，一直沒能廣泛使用。目前，暫未提出煤制氫碳減排的硬性要求，參與企業(yè)因此也未對二氧化碳作特別處理。捕集、封存技術(shù)究竟合不合適，要待后續(xù)考察。”一位業(yè)內(nèi)人士提出不同意見。