中国氢能产业和氢资源发展|全国能源信息平台( 三 )


氢气在石化工业的合成氨工业和炼油工业含硫原油加工中有重要的用途 , 由石化基地提供现成的氢资源 , 技术是成熟的 , 具有地域优势明显 , 集中制氢辐射面积大 , 成本低等优点 。 石化工业制氢原料大部分均来自于化石原料 , 氢气由煤、焦、石油和天然气等炭素材料或碳氢化合物等经重整脱碳反应而得 。 在制氢过程中有大量CO2等温室气体排放 , 生产1kg氢伴生的CO2排放量为:煤制氢约11kg , 天然气制氢约5.5kg , 轻油(石脑油)制氢约7kg 。 从大气环境保护角度出发 , 作为温室气体的CO2是不允许向大气排放的 , 少量排放也会征收高额碳税 。
因此 , 氢气作为一种二次能源的环保属性有其多重性 , 由化石原料经重整脱碳反应工艺生产氢气过程中既耗用大量能量又排放大量CO2等温室气体 , 不仅成本高 , 受能效的制约 , 而且生产的这类氢气全过程生命周期评价是不“绿色的” 。 燃料电池汽车如果使用这类氢气 , 虽然汽车不排放温室气体 , 但它所使用的氢气在制造过程中已提前排放出大量温室气体 , 实际是一种“大气污染前移”或是温室气体的“提前排放”现象 。 其他如工业用电解氢 , 严格讲也不是“纯绿色” , 因为我国电力供应目前以火力发电为主 , 火力发电厂大量排放CO2等温室气体 , 基本也是一种“污染前移”现象或是温室气体的“提前排放”现象 。
2019年3月 , 世界能源理事会发布的《氢能—工业催化剂(加速世界经济在2030年以前实现低碳目标)》中把这种伴有大量CO2排放的氢称为“灰氢(Greyish hydrogen)” , 把通过CO2捕集、利用和封存技术(CCS或CCUS)处理后避免CO2排放的氢称为“蓝氢(Blue hydrogen)” , 显然是“灰氢不可取 , 蓝氢可以用 , 废氢应回收 , 绿氢(Green hydrogen)是方向” 。 CCS或CCUS技术已提出多年 , 目前只应用在少数国家的少数项目中 , 我国也在积极推进CCUS , 已建成十多个千吨级以上规模的中试和示范项目 。 如中国石油吉林油田CCS–EOR项目 , 2020年初以来共埋存CO275万吨 , 驱油7000吨 , 埋存相当于燃烧近33万吨煤所产生的CO2 。 项目启动4年多来 , 已累计捕集埋存CO2 170万吨 , 增产原油70余万吨 。 CCS技术普及有相当难度 , 制约了“蓝氢”的发展速度 。 有报道在全世界6900万吨/年氢产量中仅有40万吨/年是配套有CCUS项目的 。
其他有设想从氯碱工业廉价的副产氢等途径来解决氢资源问题 , 通过调查发现仅有很少量可供资源 , 远不够用于推广到社会上去作为发展氢经济产业考虑的数量要求 。 广泛使用氢能作为石油替代能源有局限性 。
【中国氢能产业和氢资源发展|全国能源信息平台】2.2“绿氢”的制备