煤化工耦合绿氢助力低碳发展

煤根据矿化程度可以分为低阶煤、高阶煤。无论哪一种煤都是含碳量比含氢量高得多，如何促进绿氢与煤化工耦合发展，从而减少碳排放量，推进煤炭清洁高效利用成为当前值得关注的方面。“以捕捉煤化工的CO2 制备甲醇为例，通过二氧化碳加绿氢制甲醇，可以将煤化工转化为清洁燃料和化学品。如果想实现真正产业化生产，需要注意的是二氧化碳的碳极其不稳定，使用效率也很低，利用绿氢制甲醇时要减少变换产生的二氧化碳，可以直接和一氧化碳合成甲醇。” 中国石化长城能源化工有限公司副总经理何祚云在氢化工•煤化工与石油化工论坛上说道。何祚云以单系列180万吨/年煤制甲醇项目为例告诉，通过引入绿氢改造原来工艺之后，弥补了绿氢投资成本高的问题，实现绿氢大规模地消纳，每年可以降低190万吨的碳排放，使项目更符合产业政策发展要求，增加了项目的可批性。

中国石化长城能源化工有限公司副总经理 何祚云

(资料图片仅供参考)

绿氢在化工行业应用大有可为

氢能不仅是实现能源产业快速发展储能调峰的重要手段，同时也是新能源和化工产业节能脱碳枢纽的关键产品。“我们正在考虑把绿氢作为原料，同时电解水制氢出来的氧气可以作为绿氧，供给化工行业当中需要空分配氧的装置，这样可以实现源头减碳。”石油与化学工业规划院能源化工处副处长、氢能源发展研究中心主任刘思明在此场论坛中表示。“另外我们通过测算发现直接使用绿电代替煤电，能够更快速高效降低碳排放。在交通和氢的调峰储能领域，包含氢能发电、天然气掺氢燃烧发展空间也很大，绿氢能够帮助化工行业实现节能脱碳。”

石油与化学工业规划院能源化工处副处长、氢能源发展研究中心主任 刘思明

推进新能源和绿氢的深入耦合

石化和煤化工具备大规模消纳能力。据相关数据统计，2021年合成氨和2022年甲醇的用氢量都超过1000万吨，截止目前，已有很多绿氢作为原料投入到煤化工和石油化工项目中。石油和化学工业规划院能源化工处专业总工程师温倩介绍到：“新能源规模持续快速增长，随着新能源成为主力电源后，依靠占比不断下降的常规电源以及有限的负荷侧调节能力难以满足消纳需求。实现跨季节、跨地域、跨行业的可再生能源调节，解决长周期电量平衡问题，需要氢能、火电参与调节。我们认为，到2030年可再生能源丰富的地区有望实现绿氢和传统化工资源制氢的平价竞争。” 温倩表示，希望通过化工+新能源一体化发展，优化碳-氢-氧平衡，降低化石资源消耗和碳排放，另外通过逐步扩大绿能替代比例，新能源与化石能源耦合形成高档化工新材料和精细化学品的高端绿色低合产业。

石油和化学工业规划院能源化工处专业总工程师 温倩

炼厂是目前比较理想的低成本供氢中心

“以千万吨原油炼厂为例，炼厂的炼油装置自身副产氢，主要包括重整装置产氢和富氢气体分离氢。连续重整装置的产氢可以接近重整加工原料油量的4％，这是是炼油厂氢气的重要来源，而炼油厂富氢气体来源广、成分杂，一般采用变压吸附（PSA）或膜分离进行提纯，作为炼油厂氢气的有效补充。” 中石油石油化工研究院/氢能研究所副所长李庆勋介绍说，“另外风光可再生能源可支撑绿氢大规模发展，不过由于可再生能源成本还是偏高，在当前阶段特别是国家优先示范的一些项目，炼厂还是一个比较理想的、低成本的供氢中心。总体来说，由于炼厂不仅副产氢数量可观、产出的氢气纯度也很高，提纯成本相对较低，所以在氢能发展初期炼厂是廉价稳定的氢气来源。而且炼厂的氢气消耗量很大，有利于就近规模化利用可再生能源制取氢气，从而降低消纳成本，同时炼厂距离城市中心消费区较远，能够降低氢气配送成本。”

中石油石油化工研究院/氢能研究所副所长 李庆勋

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本文作者张圣洁，责任编辑：胡静，审核人：李峥