绿氢与煤化工深度耦合项目分析

现代煤化工与绿电和绿氢耦合发展可以促进煤化工行业源头大幅度减少碳排放，同时也能为绿电绿氢提供大的应用场景，是中国如期实行双碳目标的重要路径。目前，现代煤化工与绿电和绿氢耦合发展还处于研发和产业化示范阶段，2023年国内众多大型绿氢与煤化工耦合项目开工，年制氢产能达到几十万吨。

2023年7月27日，国家发展改革委等六部门发布关于推动现代煤化工产业健康发展的通知。

通知提出，鼓励建设大型高效“气化岛”，打造平台化原料集中生产、下游产品多头并进发展模式。在资源禀赋和产业基础较好的地区，推动现代煤化工与可再生能源、绿氢、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）等耦合创新发展。

现代煤化工是指以煤为原料，采用先进技术和加工手段生产替代石油化工产品和清洁燃料的产业，涉及煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等领域。

相对传统煤化工，现代煤化工具有装置规模大、技术含量高、能耗低、环境友好、产品市场潜力大等特点，且煤炭是中国的主体能源和重要的化工原料，适度发展现代煤化工是中国推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措。

绿电指的是在生产电力的过程中二氧化碳排放量为零或趋近于零，因相较于其他方式(如火力发电)所生产之电力，对于环境冲击影响较低。绿电的主要来源为太阳能、风力、生物质能、地热等，中国主要以太阳能及风力为主。目前国内外关于绿氢尚无统一标准，根据中国氢能联盟提出的《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》，在单位氢气碳排放量方面，低碳氢的阈值为14.51 kgCO2e/kgH2，清洁氢和可再生氢的阈值为4.9 kgCO2e/kgH2，可再生氢同时要求制氢能源为可再生能源。

今年，国内多个绿氢耦合煤化工项目开工，从体量、项目投资以及制氢量上，争当“全球第一”。

6月28日，内蒙古乌兰浩特市发改委就兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目-制氢部分发布《项目备案告知书》。兴安盟京能煤化工可再生能源绿氢替代示范项目-制氢部分总投资112770万元。项目建设规模及内容：制氢站配套60套1000Nm³/h碱性电解水制氢设备，最大生产效率为60000Nm³/h，平均生产效率为32400Nm³/h，年制氢2.5万t。

为保证系统正常运行并减少弃风，配套200MW/400MWh储能，336000Nm3储氢，风电弃风率为7％。该项目计划开工时间2023年4月，计划投产时间2024年12月。项目所产绿氢将用于兴安盟合成氨项目。

2023年5月，国家发展改革委、国家能源局印发第三批国家大型风电光伏基地建设项目清单，中煤平朔60万千瓦离网式可再生能源制氢项目入列。

中煤平朔煤基烯烃新材料及下游深加工一体化项目总投资297.8亿元，建设地点位于山西省朔州市，项目以山西平朔当地高硫、高灰熔点的烟煤经洗选后作为原料煤，采用粉煤加压气化，经变换、净化、甲醇合成，制取220万吨/年甲醇（中间产品，100%计）。项目主要建设内容包括60万千瓦光伏发电系统、制氢系统及配套供配电系统等。全厂由220万吨/年煤制甲醇、80万吨/年甲醇制烯烃及烯烃分离、40万吨/年聚乙烯、20万吨/年聚丙烯、20万吨/年双氧水装置、30万吨/年HPPO装置、30万吨/年聚醚多元醇装置、10万吨/年PPC装置等大型化工生产装置及配套公用工程及辅助设施组成。

2月16日，中国石化在内蒙古第一个绿氢示范工程——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目正式启动开工。项目利用鄂尔多斯地区丰富的太阳能和风能资源发电直接制绿氢，年制绿氢3万吨、绿氧24万吨，就近用于中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目降碳减碳。

项目由中国石化新星公司负责实施，主要包括风能及光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五部分，其中风力发电装机容量和光伏发电装机容量分别为450兆瓦和270兆瓦、电解水制氢能力3万吨/年、储氢能力28.8万标立方。项目总投资约57亿元，项目投产后，预计可减少二氧化碳排放143万吨/年，贡献GDP近6亿元/年、增加税收近3000万元/年。

绿氢耦合煤化工项目是化工产业与氢能的良好结合。作为化工产业中的重要还原剂，绿氢产量在化工厂中十分客观。过去，由于氢气在实际应用中较少，以至于化工厂中所生产的氢气因其无用武之地而直接被浪费。随着我国氢能产业的快速发展，未来，在我国西北地区，绿氢与煤化工耦合将为绿氢的应用带来更多可能。

煤化工和绿电绿氢耦合发展能简化煤化工生产流程，理论上可将原料煤中碳都转化到甲醇等后续产品中，实现煤化工源头大幅减碳，同时又能为绿电绿氢发展提供巨大应用场景，是煤化工企业和氢能生产企业生存和发展的需要。

煤化工和绿电绿氢耦合发展符合能源低碳发展趋势和国家产业政策，能促进煤化工、绿电绿氢产业发展，具有技术和经济性可行性，发展前景广阔。

煤化工和绿电绿氢耦合发展还面临很多问题，需要国家加强对氢能发展总体统筹和顶层设计，出台中国氢能发展“十四五”专项规划，明确氢能在中国未来能源系统中的定位、发展目标、发展路线图和主要任务；制定完整的氢能产业政策体系和标准规范，加强行业监管。

为做好煤化工和绿电绿氢耦合发展产业示范，煤化工企业、发电和电网企业、制氢企业等需要联合攻关，合作解决煤化工与绿氢耦合发展中的卡脖子技术，简化现代煤化工装置生产流程，通过降低物耗、能耗、碳排放，增加煤化工产品产量，探索一种技术和经济可行的煤化工和绿电绿氢耦合发展模式。