今年二季度以來,我國煤炭消費“淡季不淡”的特征明顯。上半年,全國煤炭消費同比增長3.1%左右,其中發(fā)電用煤大幅增長,化工行業(yè)用煤小幅增長。
在能源革命背景下,煤炭行業(yè)的出路一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點。在日前召開的2018中國國際能源峰會上,如何看待“煤制氫”路線也成為會議熱點。
有分析指出,氫氣將會在2040年成為氫氣新能源的主要來源。氫能產(chǎn)業(yè)包括制氫、儲氫和氫的應(yīng)用等多個環(huán)節(jié),制氫無疑是最基礎(chǔ)的部分。目前的主流技術(shù)路線包括:傳統(tǒng)化石能源(天然氣、煤炭)和新能源路線(電解水、光催化、生物)。其中,電解水無疑是最清潔的制氫方式,但不能繞過的一個話題就是成本。在電解水和光催化制氫領(lǐng)域,最核心的問題就是如何在鉑之外,找出一個高效價廉的催化劑,從而進(jìn)一步提高效率,降低成本。
支持煤制氫的理由有二:一是價格優(yōu)勢,二是可充分利用化工以及煤化工副產(chǎn)品氫。
美國能源部的觀點和動作也表明,其并未忽略化石能源的重要性,比如其產(chǎn)業(yè)化制氫氣大多還是使用甲烷(CH4)即天然氣。但從基本原理層面,每一個甲烷分子是由一個碳原子和四個氫原子構(gòu)成,按照分子量計算的話,它只有四分之一是氫。
中國工程院院士金涌認(rèn)為,從煤炭的碳?xì)浔葋砜矗笾略?:0.8,這意味著1個原子的碳對應(yīng)有0.8個氫存在。從實踐來看,我國的焦?fàn)t氣就是很好的氫氣來源,比如凈焦?fàn)t氣中有將近一半是氫氣。
同時,煤炭的組成成分不只是碳,而是有機(jī)與無機(jī)的復(fù)合物,其中有機(jī)成分有十幾種。因此如果煤炭只是簡單用于燃燒,就把氫也浪費了。實際上氫是很珍貴的,燒掉很不合算。要把煤的價值充分體現(xiàn)出來,就要高價高用,實現(xiàn)煤的綜合利用。
具體來看,煤的綜合利用應(yīng)該配合煤加工的多項聯(lián)產(chǎn):煤先熱解,變成半焦,半焦拿來作燃料,產(chǎn)生蒸汽發(fā)電,蒸汽輪機(jī)的背壓還有十幾公斤的壓力,可以用來供熱。半焦熱解產(chǎn)出的產(chǎn)品,焦?fàn)t氣可以拿來作燃料,也可以做合成氣;液體焦油分離出粗苯、輕焦油、重焦油等等,這樣就可以實現(xiàn)煤炭利用的全價的和綜合價值。
此外,相比于煤制油、煤制氣,煤炭有更好的增值途徑,即煤制甲醇,用于代替石油生產(chǎn)烯烴和芳烴,甚至可以發(fā)展一些特殊的煤化工路線,最終目的就是要提高煤炭附加值化,實現(xiàn)原料化而非燃料化。
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