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煤制氢+CCUS技术应用的现状、成本和发展空间

煤制氢+CCUS技术应用的现状、成本和发展空间

来源:小9直播平台体育在线观看下载    发布时间:2023-11-20 08:49:36

  在“双碳”背景下,2021年氢能产业进入快速发展阶段。根据中国氢能联盟数据,2019年我国氢气产量超过3300万t,是全球最大的氢气生产国,也是主要的氢气消费国。现阶段我国99%以上为化石能源制氢,包括煤制氢、天然气制氢及工业副产气制氢,零碳排放的电解水制氢技术不足1%,还无法从根源上解决使用化石燃料所带来的碳排放问题。2021年开始,怎么样发展低碳制氢技术的问题逐渐受到产业关注。

  碳捕集利用与封存(CCUS)技术能够与化石能源制氢技术集成耦合,将“灰氢”变“蓝氢”,实现化石能源的低碳清洁应用。考虑到我国多煤少油(气)的能源结构特征,全力发展煤制氢与CCUS技术集成应用迫在眉睫。

  从全球看,煤制氢与CCUS技术耦合是一项新兴集成技术,在全世界内还处于技术验证阶段,缺少产业化示范、也缺少产业规划支持。

  2021年之前,我国的氢能产业政策更多集中在燃料电池应用端,2021年政策关注点开始向氢气制造、储运等上游产业链转移。目前为数不多的几个提及CCUS的政策,仍以鼓励相关企业组织研发示范工作为主,部署的示范项目大多分布在在电力、煤化工(不含煤制氢)及甲醇生产等领域,尚未涉及煤制氢领域。

  2021年9月,中央、国务院印发了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,提出从基础理论到应用示范,全力发展CCUS等低碳技术;10月26日,国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》,也提出利用氢能助力实现工业领域碳达峰,探索开展氢冶金、二氧化碳捕集利用一体化等试点示范。同时,国家要求在CCUS等低碳技术领域加强于国外的合作交流。

  这两个政策,可以看做未来我国煤制氢与CCUS技术集成应用的顶层设计,为煤炭产业全力发展CCUS技术、将“灰氢”变“蓝氢”提供了“验身正名”机会和发展方向。

  根据国内中国矿业大学许毛等作者在《我国煤制氢与CCUS技术集成应用的现状、机遇与挑战》:CCUS技术最重要的包含二氧化碳捕集、运输、利用及封存四个技术环节。(1)在二氧化碳捕集方面,我国目前仅有基于化学吸收法的燃烧前捕集技术进入商业化应用阶段;(2)在二氧化碳运输方面,我国目前仅有二氧化碳车运技术能够商业化应用,可大规模输送二氧化碳的陆地管道运输技术仍处在工业示范阶段;(3)在二氧化碳利用方面,我国目前仅有二氧化碳转化为食品和饲料技术已实现商业化应用;(4)在二氧化碳封存方面,尚未有有关技术达到商业化应用阶段。截至2019年,我国已建成投产20余个示范工程,横跨电力、煤制油、天然气处理等多个领域,总的来看CCUS技术在我国已具备大规模示范基础。

  氢云链认为,制氢成本是技术选择的最重要影响因素。从图1可见,不考虑CCUS技术成本,现阶段,煤制氢的成本相较于其他制氢技术具有十分明显的成本优势。当煤制氢与CCUS技术集成应用时,成本增加情况如何?根据IEA针对我国煤制氢的评估结果为:在煤制氢生产中加入CCUS技术预计将导致项目资本支出和燃料成本增加5%,经营成本增加130%。

  图2可见,在考虑CCUS技术成本时,2030年,风光电装机成本可达0.2元/度,可再次生产的能源制氢成本将低至15元/千克,可与煤制氢(蓝氢,15-18元/千克)竞争。

  蓝氢的“过渡”定位十分明显。对于现阶段缺乏副产氢的地区,如佛山,可通过低成本化石能源制氢解决短期氢源不足问题。随着国内碳排放交易政策推广,也将推动蓝氢的发展。必须要格外注意的是,根据图2,长久来看,2030年以后,蓝氢成本可能难以与可再次生产的能源制氢竞争。

  从成本角度看,由于CCUS技术成本增量有限且考虑到中国多煤少气的现实情况,2030年以前,配备CCUS技术的煤制氢还是具有相对成本优势。在该阶段,可能蓝氢是清洁氢气生产中最经济的选择,这为当下煤制氢与CCUS技术的集成应用项目提供了良好的发展机遇。

  图2:电解水制氢成本变化趋势 来源:《中国氢能源与燃料电池产业白皮书2020》

  从产业基础看,我国新疆、陕西、山西及内蒙古等省份拥有丰富的煤炭资源、油气资源及二氧化碳封存潜力,可作为未来发展煤制氢与CCUS技术集成应用的示范基地。此外,利用CCUS技术从空气中捕集二氧化碳并通过可再次生产的能源电解水制备氢气,二氧化碳与氢气反应可制成甲醇,将波动的可再次生产的能源转化为化学能储存。如国内李灿院士推广的二氧化碳液体阳光燃料项目已经在兰州落地。

  总体看,我国煤制氢技术成熟度高、成本低、满足大规模稳定制备条件。在“双碳”目标的初期和中期阶段,受制于绿氢成本约束,推广煤制氢与CCUS技术耦合技术应用、将“灰氢”转化为“蓝氢”,既能够很好的满足经济性和低碳化的双重要求,也能为那些需要深度脱碳的行业,如钢铁、水泥等行业,提供规模化、低价用氢脱碳方案。

  据中国氢能联盟预测,到2050年我国氢气消费量将达到9000万t,在我国终端能源体系中的占比达到10%。氢云链团队认为,至少在2030年之前,煤制氢+CCUS技术必将在低碳绿色经济中发挥重要“过渡”作用,市场发展机遇不容小觑。

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  北极星氢能网获悉,9月25日,甘肃智汇格林新能源有限公司年产1000万吨低阶煤分级分质清洁高效利用与新能源耦合一体化示范项目在瓜州县柳沟煤化工产业园开工。据了解,甘肃智汇格林新能源有限公司年产1000万吨低阶煤分级分质清洁高效利用与新能源耦合一体化示范项目总投资240亿元,其中:投资140亿元,

  北极星氢能网获悉,8月14日,山西省生态环境厅发布鹏湾氢港20万吨/年焦炉煤气制氢项目一期2万吨/年焦炉煤气制氢项目环境影响的批复结果。文件显示,山西郑旺氢能源科技有限公司鹏湾氢港20万吨/年焦炉煤气制氢项目(一期2万吨/年焦炉煤气制氢项目)位于吕梁市孝义经济开发区梧桐煤化工循环经济园,依托

  北极星氢能网获悉,8月9日,贵州美锦六枝煤焦氢综合利用示范项目一期焦炉圆满封顶。该项目位于贵州省六盘水市六枝特区,由贵州美锦华宇新能源有限公司建设。据了解,该项目一期占地面积1179.2亩(78.61ha),主要建设内容为180万t/a焦化、10万t/aLNG装置、15万t/a合成氨装置及公辅设施。二期新增占地面

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  近日,山西安泰集团股份有限公司30000m/h焦炉煤气制氢项目与山西郑旺氢能源科技有限公司鹏湾氢港20万吨/年焦炉煤气制氢项目(一期2万吨/年焦炉煤气制氢项目)环评文件拟获批准。其中,山西安泰集团股份有限公司30000m/h焦炉煤气制氢项目位于晋中市介休化工循环经济工业园区内,依托山西安泰集团股份有

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  日前,中国石化内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目启动开工,作为目前全球最大的绿氢耦合煤化工项目,该工程主要利用当地风、光资源发电直接制绿氢,年制绿氢3万吨、绿氧24万吨,就近用于当地煤炭深加工示范项目降碳减碳。在“双碳”目标下,绿氢被视为助力煤化工产业深度脱碳的利器。除了上述工程

  北极星氢能网获悉,近日,兰州兰石重型装备股份有限公司与内蒙古宝丰煤基新材料有限公司签订绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目供货合同,金额达6.12亿元。据兰石重装公告,兰石重装与宝丰煤基新材料相继签订了绿氢与煤化工耦合碳减排创新示范项目相关的《合成气洗涤塔、粉煤锁斗、渣锁斗设备买卖合同

  12月24日,南海区煤炭超临界水气化热电联产技改项目及配套氢产品项目开工暨区域能源双碳管理平台投运仪式在西樵镇长海电厂举行。该项目主要是采用中科院郭烈锦院士团队研发的“煤炭超临界水气化热电联产”技术,对传统燃煤发电系统来进行改造,可大幅度的降低发电、供电标煤耗率和供热标煤耗率,实现热、电、氢

  “我国正在面临加快节能、降碳先进的技术研发和推广应用的挑战,全社会对CCUS等重大技术的发展提出了更高的要求,我们应行动起来,推动CCUS进入新的快速发展阶段,加强CCUS领域的政策、技术和实践等信息交流和能力建设。”中国环境科学学会碳捕集利用与封存专委会主任委员、中国科学院院士金红光在近日举

  北极星碳管家网获悉,日前,鄂尔多斯市人民政府办公室发布了关于印发碳资产系统建设方案的通知,方案提出,统筹推进“排碳有成本、减碳有收益”,构建“碳资产池”,到2025年林草、新能源、工业和交通减排以及CCUS(碳封存铺集利用)等项目减排量应开尽开,开发碳资产规模超过5000万吨;构建碳交易系统

  10月31日,CCUS(二氧化碳捕集利用与封存)科技创新国际合作联盟成立大会在西南石油大学举行。中国科学院院士邹才能,国家能源局石油天然气司相关负责人,中国石油天然气股份有限公司副总裁兼油气和新能源分公司执行董事、党委书记何江川,中国海洋石油有限公司执行副总裁、安全总监兼新能源部总经理杨

  北极星碳管家网获悉,近期,位于鹿特丹港的荷兰首个CCUS集群项目——Porthos(PortofRotterdamCO2transporthubandoffshorestorage)通过投资决策,将于2024年启动建设。Porthos项目着力于解决鹿特丹港及其附近工业企业的碳排放问题,预计在2026年投入运营后,将会减少该地区10%的碳排放量。Porthos项目

  截至10月25日,同欣石油科技运营的碳产业链综合信息管理平台上线平稳运行一周,为长庆油田发展CCUS提供了实惠而充足的碳源。这标志着,长庆油田已逐步构建成“源-输-注-治”CCUS全产业链。随着线上平成二氧化碳竞价交易首拍,碳产业链综合信息管理平台正式上线,这也是中国石油首次在线上完成二氧

  同兴环保科技股份有限公司牵头,浙江大学、中国环境科学研究院、山西建龙实业有限公司联合承担的政府间国际科技创新合作重点专项项目“基于热电厂烟气细颗粒物等污染物治理及碳捕集和利用技术集成示范”顺利通过评审并获得中央财政资金拨款,于近日正式立项。该项目是政府间国际科技创新合作重点专项项

  为加强能源资源安全保障能力建设,积极推进煤炭清洁高效利用及相关研发技术,进一步做好集团公司新建百万机组建设工作,10月20日至21日,科研总院组织召开集团公司先进高效百万煤电优化设计研讨会。集团公司专家组组长高智溥出席会议,科研总院副院长吕晨光主持会议并讲话。会议集中学习了《大中型火力

  10月23日,中煤集团党委书记、董事长王树东在集团总部会见安徽海螺集团有限责任公司党委书记、董事长杨军,双方就央地合作、资源保供、新能源开发与利用等方面做了深入探讨和交流。集团公司党委常委、副总经理汤保国参加会见。王树东对杨军一行的到访表示欢迎,对海螺集团多年来给予中煤集团的支持表

  10月18日,由宁夏煤业公司煤制油化工工程建设指挥部承担项目建设管理的宁夏煤业300万吨/年CCUS示范项目宁东基地碳捕集一期工程桩基工程在宁夏煤业公司甲醇分公司厂区正式开工,设计工程桩48根,计划10月底完成,为CCUS项目后续土建施工奠定基础。据悉,宁夏煤业300万吨/年CCUS示范项目由地方政府牵手国

  北极星电力网获悉,10月12日,中国石油海南区域总部基地项目开工动员仪式在海口市举行,标志着项目郑重进入开工建设阶段。项目建成后,中国石油集团驻琼企业将实现集中办公。中国石油将以海南区域总部基地项目为依托,加快在海南建设能源转型发展先行示范区、高端商贸服务示范区、特色金融服务示范区以

  日前,中国石油大学(北京)首次获批CHINALINK暑期国际学校——碳捕集利用与封存(CCUS)国际工作坊项目。作为实现碳中和重要的支撑技术,项目基于CCUS研究和示范,覆盖CCUS全技术链条以及碳政策、碳市场和碳金融,聚焦CCUS热点和前沿,推动“双碳”目标稳步实现。在国家重点实验室、十三陵水库管理处

  到2022年7月,绿氢生产的成本比灰氢或蓝氢更高,其价格约为每公斤4到5美元,而灰氢的成本约为每公斤2美元得益于电解技术的改进和规模经济效应的支持,预计在长期内对绿氢生产进行大规模投资将有利于减少相关成本除了生产所带来的成本外,绿氢的运输也面临着另一个挑战,需要专用基础设施,从而增加了绿氢部署的整体

  12月16日,河钢集团120万吨氢冶金示范工程一期全线贯通,与同等生产规模的传统“高炉+转炉”长流程工艺相比,该工程每年可减少二氧化碳排放80万吨,减排比例达到70%以上。氢冶金是指在钢铁的还原冶炼过程中,主要使用氢气作为还原剂。与传统的碳冶金相比,氢冶金可以从源头降低二氧化碳排放量,使钢铁

  “当前太阳能风能正成为新型电力体系的重要的支撑,未来氢能将成为新兴能源系统的重要基石,光伏、风能、储能、氢能将共同构建整个新能源的重要组成部分。”——天合光能董事长高纪凡2022年12月19日,氢能产业高水平质量的发展论坛暨天合元氢新品发布会隆重召开。天合光能董事长高纪凡在现场发表致辞。高纪凡

  2022年初,国家发展改革委和国家能源局联合印发《氢能产业高质量发展中长期规划(2021—2035年)》,首次将氢定义为一种绿色低碳的二次能源。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现碳达峰碳中和目标,具备极其重大意义。虽然氢能是清洁的可再次生产的能源,在释放能

  美国战略与国际研究中心(CSIS)发表研究报告说明,中国和印度有潜力成为清洁氢气领域的世界领导者,成为清洁氢的供应商与出口国,也作为清洁氢的主要消费国。清洁氢气有可能是在应对气候危机方面发挥及其重要的作用,它产生的能源不会产生温暖大气层的二氧化碳。另一方面,这是一种易泄漏的气体,生产所带来的成本也很

  7月12日,以“探索‘双碳’路径风光氢储并行”为主题,由中国改革报《能源发展》周刊、中国产业发展促进会氢能分会共同举办的“第七届中国能源发展与创新论坛”在京召开。中国石化集团新星石油公司执行董事、党委书记党力强指出,在新一轮科技革命和产业变革中,低碳能源取代化石燃料的趋势渐渐明朗,

  6月18日,贵州(美锦能源)六枝特区“煤-焦-氢综合利用示范项目”奠基仪式正式举行。美锦能源集团董事长姚俊良、美锦能源总经理姚俊卿等领导出席此次仪式。一个月前,美锦能源宣布与六枝政府签订《贵州(美锦能源)六枝佳顺焦化煤-焦-氢综合利用示范项目投资协议》,该项目主要是美锦能源在贵州六盘水

  据美国油价网报道,当世界开始建设未来氢气经济的基础设施时,无碳氢气的全球贸易经济正慢慢的变清晰。沙特是预计将在这个未来市场中找到重大机会的国家之一。根据利雅得一家著名研究机构最近一份报告,电解生产的绿色氢气将在2030年开始运往丹麦鹿特丹港,其价格与欧洲氢气相当存在竞争力,这在一定程

  能源转型不应局限于缓慢的努力或渐进过程,而是需要大幅度加速,其基础是现存技术的迅速升级。碳捕集利用与封存技术和生物能源技术的结合,将为净零能源系统提供可行技术方案。根据《巴黎协定》的目标,到2050年全球化石能源消费量下降须超过75%,可再次生产的能源在全球一次能源消费量中的比例要增长到74%。

  与可再生能源电解水制氢技术相比,通过提纯工业副产氢获取燃料氢气是现阶段更为现实和价廉的制氢方式,有利于降低氢燃料电池的运行成本。



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