耦合綠氫是助力化工行業(yè)深度脫碳的有效路徑僧著。
國家發(fā)改委等六部門日前發(fā)布的《推動現代煤化工產業(yè)健康發(fā)展》提出，要推動現代煤化工產業(yè)高端化裕循、多元化枷莉、低碳化發(fā)展娇昙，在資源稟賦和產業(yè)基礎較好的地區(qū)，推動現代煤化工與可再生能源笤妙、綠氫等耦合創(chuàng)新發(fā)展冒掌。
當前，包括煤化工蹲盘、煉油股毫、合成氨膳音、甲醇等在內的化工行業(yè)，均是用氫大戶铃诬。但由于我國目前更多依賴化石能源制氫祭陷，即灰氫，生產過程中產生的碳排放量較大趣席。因此兵志，在業(yè)內看來，耦合綠氫是助力化工行業(yè)深度脫碳的有效路徑宣肚。
公開信息顯示萝轰，目前，包括中國石化好阎、中煤集團等在內的大型能源企業(yè)均在布局相關示范項目疹咕，探索通過電解水制綠氫、綠氫耦合化工环胸，助力行業(yè)低碳轉型铲恃。
將灰氫升級為綠氫
中國電動汽車百人會氫能中心發(fā)布的《綠氫促進化工行業(yè)低碳轉型》顯示，2020年进裹，中國化工行業(yè)的碳排放量約為13.8億噸四雏，占全國碳排放總量的13.4%，其中直接排放9.18億噸夭私，電力排放4.6億噸舷咆，在工業(yè)領域的碳排放量僅次于冶金行業(yè)，減碳壓力巨大添镜。但傳統(tǒng)的減碳措施不足以實現化工行業(yè)的凈零排放唐唉，在此背景下，可再生能源驅動的綠氫有望發(fā)揮重要作用窿锉。
數據顯示酌摇，當前我國每年氫氣產量約3340萬噸，其中80%用于石油煉化嗡载、合成氨窑多、合成甲醇、現代煤化工等化工領域洼滚，而這部分氫氣主要通過煤炭埂息、天然氣等原料制取，制取每公斤氫氣的碳排放強度約為10—20公斤遥巴。
大連化物所研究員王集杰對《中國能源報》記者表示：“以煤制甲醇為例千康，目前我國甲醇的表觀消費量接近1億噸，煤制甲醇的產能有8000多萬噸铲掐。煤本身碳多氫少拾弃，如果生產甲醇值桩，額外需要很多氫。現有煤化工工藝是先做煤氣化豪椿，再做水氣變換奔坟，用一氧化碳和水生產二氧化碳和氫氣，生產1噸甲醇大概要產生2.6噸左右的二氧化碳祸弥。”
“該路線有兩個明顯不足：一是二氧化碳排放強度偏大偎旱，二是煤炭的碳資源屬性沒有被利用好，因為它以二氧化碳的形式排放到大氣中酬绞，并沒有進入甲醇抬爷。這就是現有煤化工技術的弊端或祖。”王集杰說祖务，“但如果能跟綠氫耦合，煤炭只提供碳資源和少量的氫凰彼，更多的氫由綠電通過電解水制氫來提供彭撑。這樣不僅可以把煤炭資源省下來，而且還可以減少二氧化碳排放葛昏。這是符合碳中和要求的煤化工發(fā)展的必經之路蜈藏。”
關鍵在于降低綠氫成本
據了解，當前多家大型能源企業(yè)均有綠氫耦合化工的相關項目布局绝鸡。比如迂雪，中石化在新疆庫車的綠氫示范項目，用光伏發(fā)電舰褪，電解水制取綠氫后皆疹，用于替代塔河煉化公司的天然氣制氫;中煤集團位于鄂爾多斯的10萬噸/年二氧化碳加綠氫制甲醇技術示范項目，規(guī)劃225兆瓦風電占拍、400兆瓦光伏發(fā)電制綠氫略就，用于下游合成甲醇。
不過晃酒，多位受訪者表示表牢，目前綠氫的制取成本相對較高，并不具備經濟性贝次。
清華大學化工系副研究員唐城在接受《中國能源報》記者采訪時指出：“綠氫產業(yè)的發(fā)展趨勢是與高耗能高排放工業(yè)相結合崔兴，目前新疆、寧夏蛔翅、內蒙古等地已有多個綠氫耦合煤化工敲茄、合成氨、煉化搁宾、氫冶金的技術示范項目開工折汞。但目前電解水制氫成本仍然偏高倔幼，是化石能源制氫的3—5倍，且現有電解槽裝備對波動性光伏和風電的適應性較差整诈，主要還是以市電為主坷磷，并不是真正意義上的綠氫。”
王集杰表示：“整體上看恒晋，在綠氫的成本構成中竹坝，電費占70%，設備投入止歇、其他運行成本占30%磷兢。在西部風光資源較好的內蒙古、甘肅翘辑、寧夏狭龄、青海、新疆一帶溜信，光伏發(fā)電每度已經低于2毛錢蜘傻，風電略高一點。如果按1方氫耗5度電來算幸双，制1方氫氣的整體成本為1.4元左右琅翻，而煤制氫的成本大概是每方0.6—0.8元。另外柑贞，由于可再生能源發(fā)電存在間歇性方椎，尚無法保證生產的連續(xù)性。因此钧嘶，現在一些項目會使用部分市電讓電解槽盡量連續(xù)運行棠众，這樣一來，成本就更高了康辑，而且這也會導致生產出來的氫并不是真正意義上的綠氫摄欲。”
仍需技術和政策雙重發(fā)力
在受訪的專家看來，在碳達峰碳中和目標背景下疮薇，綠氫耦合化工發(fā)展是必然趨勢胸墙，但若要大規(guī)模推廣，仍需在技術上多發(fā)力按咒。
“電解槽的技術亟需面向產業(yè)痛點創(chuàng)新升級迟隅，如催化材料、極板励七、隔膜智袭、密封、系統(tǒng)等，這從根本上決定了電解水制氫的安全性渊妨、綠色性和經濟性烹驰。”唐城指出。
王集杰表示：“目前主流的堿液電解水制氫和PEM電解水制氫均存在不足夕涧。PEM電耗低魄蔗、響應快，但成本高刹讹、規(guī)模小肆洽，堿液成本低、規(guī)模大职予，但能耗高社咒、響應慢。若要推動綠氫整體成本下降螺煞，一是要不斷降低綠電成本;二是要降低每方氫的能耗位俩，提高效率;三是要提高電解槽的單槽規(guī)模。”
與此同時帮寻，綠氫耦合化工大規(guī)模發(fā)展也離不開政策支持乍狐。
“從政策上講，需要明確氫能定位固逗、加強頂層設計，綠氫兼具能源和化學屬性藕帜，是支撐電力系統(tǒng)低碳化和用能終端電氣化的核心技術烫罩。在產業(yè)布局上，要避免單一化洽故、同質化贝攒，既要打通氫能‘制-儲-運-用’全產業(yè)鏈，也要推進‘電-氫-化-熱’深度融合时甚，提高綠氫的綜合利用效率隘弊、技術經濟性和減排降碳貢獻。”唐城指出荒适。
王集杰還建議：“目前我國的碳稅制度尚不健全梨熙，應有序推行覆蓋全領域的碳稅或碳交易。否則刀诬，綠氫做起來就沒有動力锯忱，單靠經濟性，目前肯定沒法跟傳統(tǒng)能源比健吃。”
