“2021年2月9日第一臺電解槽開始送電調試，首批建設30臺1000標方/小時的電解水制氫設備，綠氫產能2.4億標方/年（2.14萬噸），項目產出的氫氣送入化工裝置。自2022年起，規(guī)劃每年增加綠氫產能3億標方，年新增消減化工裝置碳排放總量的5%，力爭用10年時間完成企業(yè)50%碳減排，用20年時間率先實現企業(yè)碳中和。”日前，寧夏寶豐能源集團股份有限公司（下稱“寶豐能源”）發(fā)布2021年年報，披露其在氫能產業(yè)方面的最新進展。

寶豐能源主產聚乙烯、聚丙烯和焦炭等，產品原料無一例外來自煤炭。正如其年報所言，“煤炭的穩(wěn)定供應是公司生產經營穩(wěn)定運行的基礎”。布局綠氫，不僅可推動減排，帶來生態(tài)效益，還可助力探索出新能源與現代煤化工產業(yè)一體化融合發(fā)展的新模式，并產生經濟效益。

隨著氫能產業(yè)加速發(fā)展，“煤”“氫”聯(lián)動效益如何持續(xù)顯現，已成為煤炭上下游企業(yè)共同關注的熱點話題。

助力煤炭下游產業(yè)深度脫碳

“煤的碳含量高、氫含量低，烯烴恰好相反，因此煤制烯烴生產過程需要加氫。以煤和水制取氫氣的方式，同時會排放大量二氧化碳。”以煤制烯烴產品為例，寶豐能源相關人士解釋稱，不同于傳統(tǒng)制氫路線，電解水制氫純度等級高、雜質氣體少，“只要有足夠的綠氫，煤制烯烴排放二氧化碳的問題可以基本消除。”

事實上，高碳排放亦是煤炭下游產業(yè)面臨的共性難題。開源證券分析指出，在碳達峰碳中和目標下，現代煤化工等“用煤大戶”亟待實現低碳排放，清潔低碳轉型壓力與日俱增。“在政策大力支持下，氫能行業(yè)具備廣闊發(fā)展前景。隨著政策體系不斷完善，已在氫能產業(yè)進行布局或者規(guī)劃的傳統(tǒng)能源企業(yè)將從中受益。”

注意到，不少企業(yè)已采取行動。例如，兗礦能源依托現有煤化工產業(yè)優(yōu)勢，有序發(fā)展下游制氫等產業(yè)，將力爭5年-10年讓氫氣供應能力超過10萬噸/年。國家能源集團將推進新能源制氫與現代煤化工耦合發(fā)展、煤炭生產運輸及輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代，更好發(fā)揮氫能與傳統(tǒng)化石能源、新能源的耦合作用。除了單個企業(yè)，部分大型基地也已明確目標。以我國現代煤化工產業(yè)示范區(qū)寧東基地為例，其將在“十四五”期間大力發(fā)展氫能。到2025年，基地可再生能源制氫產能將達到30萬噸以上，降低煤炭消費360萬噸標煤、減排二氧化碳700萬噸。

“布局氫能對寶豐能源來說是一條長遠的綠色發(fā)展之路。綠氫作為連接可再生能源與終端應用場景的綠色二次能源，將在現代化工領域扮演深度脫碳的重要角色。”上述負責人告訴記者。

工業(yè)副產氫未得到充分利用

除了“用于煤”，部分氫能也產自以煤為原料的項目及生產工藝。諸如合成氨、甲醇合成等裝置，以及高溫焦化副產焦爐氣、蘭炭副產煤氣等生產過程，均富含可觀的工業(yè)副產氫。“我國基礎工業(yè)發(fā)達，工業(yè)副產氫總產量全球第一，且氫源更易獲得。”北京佳安氫源科技股份有限公司總經理江風表示。

國家發(fā)改委近日印發(fā)的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035 年）》提出，結合資源稟賦特點和產業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術路線，逐步推動構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系。在焦化、氯堿、丙烷脫氫等行業(yè)集聚地區(qū)，優(yōu)先利用工業(yè)副產氫，鼓勵就近消納，降低工業(yè)副產氫供給成本。“十四五”期間，“初步建立以工業(yè)副產氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系”。

定位已經明確，行動須跟上。“工業(yè)副產氫的利用率依然不高。”天能控股集團董事長張?zhí)烊翁寡裕I(yè)副產氫是產品生產過程的副產物，但因純度較低、成分復雜，加之受制于技術手段，在工程建設之初的工藝設計時未對其綜合利用進行統(tǒng)籌考慮，目前多采用燃燒等低效利用途徑，甚至直接送到火炬排空。

張?zhí)烊闻e例，去年全國燒堿產量約3900萬噸，每噸燒堿副產約合0.025噸氫氣。很多企業(yè)往往更關注主產品，副產氫放空率高達30%，意味著全年近30萬噸氫氣被白白放空。“按照每輛氫燃料電池車每天加注5公斤氫氣，行駛里程200公里來算，僅這些副產氫經過純化，就能夠供應約16.4萬輛氫燃料電池車。煤化工行業(yè)也將富余的工業(yè)副產氫進行‘點燈’‘排空’處理，若進行提純利用，既有效降低了氫氣成本，也解決了大規(guī)模生產難題，真正做到變廢為寶。”

分階段因地制宜推進聯(lián)動

“現階段，我國氫源相對單一，電解水制氫和可再生能源制氫尚未大規(guī)模推廣利用。中短期，可重點提高工業(yè)副產氫的綜合利用，建議因地制宜，鼓勵副產氫企業(yè)開展技術攻關，進行工藝提純，將副產氫轉化為可高值利用的氫能源。重點鼓勵副產氫企業(yè)布局加氫站，打通氫能運輸通道，完善氫能供應鏈。”張?zhí)烊芜M一步建議。

江風認為，站在市場角度，工業(yè)副產氫也應該分階段發(fā)展。“初期以示范項目為主，氫氣用量較小，對工業(yè)生產影響小，以氫源經濟便利為主。中期以大工業(yè)項目為主，氫氣用量適中，應結合當地資源稟賦。當氫氣需求和使用量巨大時，需要更注重綠色發(fā)展，統(tǒng)籌規(guī)劃氫源分布，與其他氫源一起實現多元供給。”

加強“煤”“氫”聯(lián)動的路徑還有很多。張?zhí)烊闻e例，在煤化工行業(yè)加大技改補貼，鼓勵企業(yè)優(yōu)化工藝工序，減少煤制氫的權重，將可再生能源制氫作為煤化工下游原輔材料的來源。在冶金行業(yè)，以氫氣代替煤炭作為還原劑的氫冶金技術是最佳脫碳途徑，鼓勵企業(yè)加強對氫能冶煉等低碳冶煉技術的研發(fā)應用力度，鼓勵鋼鐵等冶煉企業(yè)推廣“氫冶煉”。

“煤炭企業(yè)可充分利用已有產業(yè)基礎，進行多能融合發(fā)展。”在國務院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所研究員郭焦鋒看來，煤礦較多集中于山西、內蒙古、新疆、寧夏等地區(qū)，這些地區(qū)風光資源豐富，發(fā)展可再生能源電解水制氫潛力巨大。有能力的企業(yè)可利用煤礦現有的土地資源優(yōu)勢，有序、合理開發(fā)可再生能源制氫產業(yè)鏈，同時實施煤化工與新能源耦合發(fā)展，推動現代煤化工綠色低碳轉型。