當前，瞄準氫能產業的不只是山西一地，“煤”“氫”互動在更多產煤地展開。氫氣是煤化工產業重要原料之一，多個煤炭產地正積極推動灰氫轉綠、以氫換煤、綠色消碳。

近日，山西省工信廳、呂梁市聯合舉辦“山西省氫能產業鏈鏈上企業協作配套簽約會”，一次性簽約16個項目，涵蓋制、儲、運、加氫及氫能源應用等多環節。在“煤都”走向“氫都”的路上，產煤大省山西又進一步。

瞄準氫能產業的不只是山西一地。《內蒙古自治區人民政府辦公廳關于促進氫能產業高質量發展的意見》提出，到“十四五”末，形成集制備、存儲、運輸、應用于一體的氫能產業集群，總產值力爭達到1000億元。陜西加快編制《陜西省氫能產業發展規劃》，擬支持榆林等地建設規模化副產氫純化項目，形成2個到3個千噸級燃料電池級氫氣工廠。山東規劃到2030年，全面建成國內領先、國際知名的氫能產業發展高地……記者了解到，多個煤炭產區抓住“氫”機遇，正在主動謀突破。

“煤”“氫”互動逐步深入

山西擁有全國最大的焦化產能，煤炭煉焦過程得到副產品——焦爐煤氣的含氫量約為60%，年可提取氫氣140億立方米。加上煤制氫技術成熟、成本較低，為布局氫能帶來先發優勢。據悉，該省已將氫能列為“十四五”規劃的先導性未來產業、首批十大重點產業鏈之一。

作為全國最大的獨立商品焦炭和煤炭生產企業之一，山西美錦能源率先嘗試。“去年7月，我們在制氫端有了新突破，焦爐煤氣變壓吸附制氫項目建成投產，全年生產的高純氫氣可滿足5600臺公交車、8000臺物流車或2200臺重卡滿負荷使用，每年帶動碳減排約18萬噸。在此產量下，還可以擴展氫氣液化裝置，提高氫氣外運能力覆蓋至臨省。”公司副總裁姚錦麗表示。

“煤”“氫”互動在更多產煤地展開。據寧東能源化工基地管委會氫能產業發展中心主任趙瑞介紹，該基地已形成氫氣產能247萬噸，占全國產氫量的7.5%，其中煤化工產、用氫總量達到240萬噸/年。“寧東基地因煤而建、因煤而興，是國家重要的大型煤炭生產基地、現代煤化工產業示范區。氫氣是煤化工產業重要原料之一，我們積極推動灰氫轉綠、以氫換煤、綠色消碳。根據項目生產實際，使用1噸綠氫替代煤制氫，平均可節約11噸-12噸標準煤，減排二氧化碳28噸-30噸。”

“在煤炭深加工綜合利用領域，副產氫氣逐漸被重新認識，為煤炭清潔高效低碳化利用開辟了新方向。能源脫碳、低碳、無碳化成為共識，也帶動煤企積極參與。”在日前舉行的第四屆中國制氫與氫能源產業大會上，中國煤炭工業協會副會長劉峰充分肯定了兩大產業的互動，“煤炭和氫能起點不同，但作為能源應用的目標和功能是相同的。”

現階段可為氫能供應兜底

在劉峰看來，“互動”更有著兜底意義。“氫能是二次能源，依賴電解水或由化石能源經轉換獲得。貧油少氣的資源稟賦本就困擾著我們，現階段仍需依靠資源比較豐富的煤炭制取氫氣，否則氫能供應可能出現無米之炊。”

劉峰列舉了一組數字：當前，我國氫產量達3500多萬噸，其中僅高溫煉焦和低階煤分質利用中低溫熱解副產的氫氣就接近1000萬噸。加工成高純氣供汽車使用，以投用在鄂爾多斯某露天煤礦的氫能重卡估算，每車每年跑10萬公里，可供同類型車100多萬輛;如果是家用小型乘用車，可供數百萬輛。“產業發展初級階段，氫氣需求量并不大，但便捷、低成本、穩定供應非常重要。在綠氫尚不具備條件的階段，不妨將煤制氫作為氫源其中一分支，這也是煤炭深加工領域發揮作用的一個有效窗口時機。”

有前景，也有挑戰。劉峰坦言，通過煤氣化制氫要排碳是事實。把灰氫淡化并逐漸向藍氫、綠氫轉變，已成為急需加強攻關的首要問題。“煤制氫排放的二氧化碳濃度、純度較高，而且集中，有利于無害化處置和碳循環利用。煤制氫價格低廉，為開展碳埋藏和循環利用騰出了成本空間。現階段技術還不成熟，處理能力有限，要求我們集中力量聯合攻關。”

趙瑞提出，煤化工是氫能產、用量最大的領域，也將成為綠氫應用的重要場景。然而，綠氫耦合煤化工全流程的優化仍需研究。“要打通綠氫規模化應用于煤化工耦合的成套工藝流程，實現設備利用、能效提升、降耗減碳水平的最優化。目前，理論層面研究較多，尚無足夠的實際操作數據驗證綠氫替代變換、綠氧替代空分、酸性氣體凈化等環節的節能降耗量，從而設計出各系統的最優匹配方案，這是重要技術需求。”

跳出煤炭走向氫能全產業鏈

立足煤，再跳出煤。記者了解到，部分煤企已在探索綠氫項目，布局進一步向全產業鏈延伸。

“不能為做氫能而做，關鍵是要實現傳統能源領域的碳減排。”兗礦新能源研發創新中心副主任劉濤表示，氫能同時具有能源屬性和化工基礎原料屬性，是聯接新能源與化工、冶金等領域的重要媒介。“基于此，我們將以綠電制氫為核心，構建可再生能源發電-綠氫生產-氫能應用產業鏈。依托煤化工產業培育工業副產氫提純能力，規劃到2025年，形成10萬噸工業副產氫規模。同時，依托風光、高端裝備制造產業發展電解水制氫，下游與化工、材料產業結合，發展氫能在工業領域的應用。目前已與東芝能源簽訂技術合作協議，共同發展燃料電池熱電聯產技術，重點應用于旅游景區、城市分布式供能等場景。”

國家能源集團氫能科技有限責任公司科技部主任董斌琦表示，以終端加氫供應為切入口，集團逐步向全產業鏈布局。“我們更多聚焦綠色氫能供應鏈環節，以制氫-氫儲運-加氫供應為主營業務。利用基金布局下游，參與燃料電池、裝備制造、氫能汽車等長尾領域。最終，致力于構建氫能供應網和應用網，以及數字氫能網絡。”

董斌琦舉例，依托國家能源集團產業優勢，重點在能源金三角地區打造綜合氫能基地，既有豐富的煤炭也有可再生能源資源，還有北部鐵路與管道供應線。在應用布局方面，加快氫能在礦用重卡、物流運輸、港口拖輪、可再生能源制氫代替煤制氫等應用場景的拓展，推動集團內部煤礦、運輸和化工板塊集中減碳。“以寧東可再生氫生態碳中和示范項目為例，今年開工的一期制氫能力2萬標方/小時，建成后可支撐200輛氫能重卡運輸，服務我們在寧夏區域的煤礦、電廠，約有60%的氫氣將用于寧煤化工裝置脫碳。”