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在“第四届中国制氢与氢能源产业发展大会”上的讲话

2022-11-22王显政

煤炭加工与综合利用 2022年7期
关键词:制氢氢能氢气

王显政

中国煤炭工业协会名誉会长、煤炭工业技术委员会主任

同志们、朋友们、各位院士:

大家上午好!

很高兴在济南参加由中国煤炭加工利用协会与山东能源集团、中科院大连化物所联合召开的“第四届中国制氢与氢能源产业发展大会”,在疫情特殊情况下,召开此次大会不易,感谢山东省、济南市政府的大力支持!首先向大会的成功召开表示祝贺!刚才听了凌文同志、李伟同志介绍了山东省经济社会发展和山东能源相关情况,深受鼓舞;中民、苏萍、春明院士和余卓平教授介绍了国内外氢能源技术和产业发展情况以及他们的研究成果,内容丰实、前瞻性强;刘峰同志代表中国煤炭工业协会、中国煤炭学会做了专题发言,内容很充实,有情况、有建议,我很赞成!下午和明天有不少专家还要做专业交流,他们的意见都将为我国氢能发展起到推动作用。诸位的讲话在落实习近平总书记能源革命的要求上有创新、有突破、有见地,也描绘了美好前景。

在党和国家确定“双碳”目标愿景的大背景下,对氢能源大家都寄予厚望,做了很多的科研基础工作,取得的进展和成效也十分显著,作为一位长期从事煤炭工作的老同志,我感到十分高兴和欣慰,借这个机会我向大家表示祝贺和感谢!

氢作为一种能源,可用于交通运输、储能、发电和工业等领域,目前氢能大型载重汽车已投入运行。氢能对局部区域和特殊行业的减碳作用十分明显,对减少燃油消费、提升国家能源安全保障也有重要作用。今年3月,国家发改委、国家能源局联合发布了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035 年)》,对未来我国氢能源新发展的定位和部署,我认为是非常及时、科学、合理和讲求实际的。只要我们脚踏实地、一步一个脚印稳步推进,我国氢能中长期规划的实现不但是可能的,也是完全能够实现的,对此我们要充满信心。

对于氢能我们并不陌生,我们煤炭人为什么要关注氢能的发展?一是从氢能发展的历史看,起初主要是工业副产品制氢,在氢能3300多万吨的产量中,煤制氢占比63%左右,约2100多万吨,历史贡献突出。二是在落实能源革命和“双碳目标”的过程中,要推动煤炭由传统能源向清洁能源转型、由燃料向原料转变,煤制氢就是其中一条重要途径。

我国是能源消费大国,2021年全国能源消费总量达到52.3亿t标煤,这还是在紧平衡和大力推动节能提效的情况下,能源结构转型的任务十分艰巨。在此进程中氢能产业发展大有可为,当然也要通过加大科技攻关,解决好原料、工艺路线、加工成本等问题。下面我想就氢能发展谈三点认识,与大家探讨。

一、我国发展氢能,资源有保障、装备技术有条件、发展有基础,氢能地位重要、作用突出,绿色高效应用广泛,是未来我国实现碳中和的有力手段,是未来能源的重要组成部分

(1)氢能现状。我国氢能的发展可以说有历史、有实践、有效果,目前是世界上最大的制氢国,年制氢产量约3 300万t,主要是能源加工中的副产品。其中,达到工业氢气质量标准的约1 200万t。可再生能源装机量全球第一,在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。国内氢能产业呈现积极发展态势,已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺,在部分区域实现燃料电池汽车示范应用,目前近万辆氢能源汽车在运行。国家氢能产业发展规划中也提出,到2025年,氢能示范应用取得明显成效,清洁能源制氢及氢能储运技术取得较大进展,市场竞争力大幅提升,初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站。可再生能源制氢量达到10~20万t/a,成为新增氢能消费的重要组成部分,实现二氧化碳减排100~200万t/a。

(2)氢能发展前景和优势。目前,全球主要发达国家都高度重视氢能产业发展,氢能已成为加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。氢能开发利用技术取得重大突破,全产业链关键核心技术也趋于成熟,为实现“双碳”目标提供了重要支撑。氢能是未来国家能源体系的重要组成部分、是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业将是战略性新兴产业和未来产业的重点发展方向,要牢牢把握全球能源变革发展大势和机遇,加快培育发展氢能产业,加速推进我国能源清洁低碳转型。

前面几位同志都谈到,“绿氢”虽然是个好东西,但它需要大量富余而廉价的“绿电”来电解水,还需要消耗大量的水资源。电解水制氢每吨氢气需要大约几万度电和约20 t水。但是我国现有的炼焦和兰炭副产氢就有近千万吨,如果有需要,发展低阶煤分质利用还可以副产大量氢气。此外,利用我国丰富的煤炭制氢也是现成的技术,虽然有一定的碳排放,但成本低,大家能用得起,碳排放问题可以通过CCS/CCUS的办法去解决。

我国在大力发展风电、光伏等清洁能源,特别是提出在西北沙漠、戈壁地区大规模发展光伏,既能获得大量的“绿电”,同时还能改造这些无法利用的土地。绿电多了如果不能及时输送出去,就地转变成氢能源再利用,既克服了风电、光伏不稳定的问题,又解决了储能、运输问题。所以有这么多煤基氢能“兜底”、风电光伏就可以无忧运行。

从需求和排放清洁性来讲,大家都清楚,只要成本可承受、供应有保障,应用场景非常广大。特别是首先在承担重载运输、区域比较集中的近2 000万辆重型柴油卡车和工程机械中采用氢能源,减污降碳意义更为重大。

(3)多种工艺路线正在探索。目前,制氢原料和方式不断创新,工艺、技术逐步趋于成熟,如甲醇、电解水、合成氨制氢等,产品多样化,各有特点。特别像甲醇、合成氨等制氢,在工艺路线和成本经济性等方面都具有一定的优势。

二、发展褐煤制氢资源条件好,技术路线成熟,地理位置优越,前景广阔

我国褐煤主要分布在内蒙古中东部地区、新疆、云南,特别是蒙东地区褐煤埋深浅、开采成本低、生产安全性好,适合露天开采。但由于褐煤难以远距离运输,就地转化利用能力受限,一直得不到很好的开发利用。特别是对于第四纪低变质褐煤,发热量低、含碳量低,作为燃料效果较差,但如果用于制氢,正好充分发挥利用了低变质褐煤优势,褐煤中水加挥发分大于50%、碳含量较低(一般在40%左右)、挥发分较高、褐煤又富含水分,正适合用于制氢,碳排放强度相对小一些,而且内蒙古中东部地理位置优越,紧邻东北老工业基地和华北经济发达地区,也很容易通过海运到华东、华南人口稠密地区。

据说,由日本川崎重工与澳大利亚维多利亚州合作的褐煤制氢“氢能供应链项目(HESC项目)”,已在维州拉特罗布山谷建成投产,液氢产品已经运往日本神户港。它是利用当地褐煤制浆后采用水煤浆气化,合成气再进行变换全部转化为氢气和CO2,后期还要开展这部分CO2的碳捕捉/埋藏示范;产出的液化温度-254 ℃氢气采用高压管拖车运输到黑斯廷斯港进行液化装船,特制的液氢运输船把液氢产品运到日本神户港上岸。

目前学术界研究看法,褐煤制氢成本低、效果好,大约每50 t褐煤就可产出1 t氢气。就简单算,按目前褐煤坑口价格200~300元/t,氢气售价40元/kg计算,50 t褐煤才1.5万元原料成本,1 t氢气销售至少4万元,这样大的原料和产品价格差,效益是非常明显的。如果开展褐煤制氢,内蒙古中东部地区的1 300多亿t褐煤也能得到很好的开发利用。

这里面核心的气化和变换技术我们完全拥有,国内已有数十台大型褐煤气化炉在运行,其他液化、储运技术已有现在的基础,技术上难度不会大,可以说风险是很小的,我们也值得一试。目前,吉林长山化工厂使用航天炉气化霍林河、宝日希勒褐煤生产合成氨,效果也不错。褐煤气化后,可生产氢气、合成氨、甲醇等产品。应当说,几种技术路线都是成熟的,符合国家“双碳”目标的要求,可以说大有可为、前景广阔。

三、双碳目标下,传统能源与氢能和其他可再生能源应当是互为支撑、相互补充、共同发展

习总书记明确提出中国力争在2030年前实现二氧化碳排放达峰,努力争取在2060年前后实现碳中和的愿景目标,这是中国应对全球气候变化,推动构建人类命运共同体的庄严承诺,体现了大国担当,这是大局。“双碳”目标既是我们作为负责任大国积极参与全球气候变化治理的承诺,也是我国大气污染治理、经济社会转型高质量发展的需要。在此进程中,新能源和可再生能源加快发展,在能源结构中的比重不断提高是大势所趋,传统能源必将面临新的挑战;但同时我们一定要看到,在一定时期内,传统能源作为我国经济社会发展的能源压舱石,保持一定规模也是必要的,煤炭兜底保障作用将更加突出。特别是在我国能源贫油少气富煤的大背景下,传统能源在加速自身转型进程中,瞄准能源由燃料向原料转变大目标,加大工作力度,力争早日实现突破。这既是机遇,也是挑战,同时要为新能源可再生能源的发展、建设、储能等提供保障,创造条件。

按照党和政府的要求,我们实现碳达峰碳中和目标要坚定不移,但要立足国情,以煤为主是我们的基本国情,实现碳达峰必须立足这个实际。在抓好煤炭清洁高效利用的同时,加快煤电机组灵活性改造,发展可再生能源,推动煤炭和新能源优化组合,增加新能源消纳能力。要以保障能源安全供应和经济社会发展为前提,统筹发展与安全,不能丢了“饭碗”谈转型,必须确保能源的“饭碗”端在自己手里。

因此,我们以这次氢能大会为契机,深入研究谋划好“十四五”时期煤炭行业实施碳达峰、碳减排的战略规划和转型路径,推动煤炭由燃料向燃料与原料并重转变,由传统能源向清洁能源的战略转型,着力推进煤炭安全高效智能化开采和清洁高效集约化利用,为构建清洁低碳安全高效、多能协同的能源体系,保障经济社会发展和国家能源安全,作出新的更大的贡献,以实际行动和优异的成绩迎接党的二十大胜利召开。

以上几点意见,供大家参考,祝本次大会圆满成功!

谢谢大家!

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