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在“雙碳”背景下，2021年氫能產業(yè)進入快速發(fā)展階段。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2019年我國氫氣產量超過3300萬t，是全球最大的氫氣生產國，也是主要的氫氣消費國?，F(xiàn)階段我國99%以上為化石能源制氫,包括煤制氫、天然氣制氫及工業(yè)副產氣制氫，零碳排放的電解水制氫技術不足1%，還無法從根源上解決使用化石燃料所帶來的碳排放問題。2021年開始，如何發(fā)展低碳制氫技術的問題逐漸受到產業(yè)關注。碳捕集利用與封存(CCUS)技術能夠與化石能源制氫技術集成耦合,將“灰氫”變“藍氫”，實現(xiàn)化石能源的低碳清潔應用?？紤]到我國多煤少油（氣）的能源結構特征，大力發(fā)展煤制氫與CCUS技術集成應用迫在眉睫。從全球看，煤制氫與CCUS技術耦合是一項新興集成技術，在全球范圍內還處于技術驗證階段，缺少產業(yè)化示范、也缺少產業(yè)規(guī)劃支持。2021年之前，我國的氫能產業(yè)政策更多集中在燃料電池應用端，2021年政策關注點開始向氫氣制造、儲運等上游產業(yè)鏈轉移。目前為數(shù)不多的幾個提及CCUS的政策，仍以鼓勵相關企業(yè)開展研發(fā)示范工作為主，部署的示范項目主要集中在電力、煤化工(不含煤制氫)及甲醇生產等領域,尚未涉及煤制氫領域。2021年9月，中共中央、國務院印發(fā)了《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，提出從基礎理論到應用示范，大力發(fā)展CCUS等低碳技術;10月26日，國務院印發(fā)了《2030年前碳達峰行動方案》，也提出利用氫能助力實現(xiàn)工業(yè)領域碳達峰，探索開展氫冶金、二氧化碳捕集利用一體化等試點示范。同時，國家要求在CCUS等低碳技術領域加強于國外的合作交流。這兩個政策，可以看做未來我國煤制氫與CCUS技術集成應用的頂層設計，為煤炭產業(yè)大力發(fā)展CCUS技術、將“灰氫”變“藍氫”提供了“驗身正名”機會和發(fā)展方向。接下來，討論下國內煤制氫與CCUS技術集成現(xiàn)狀、成本和發(fā)展空間情況。根據(jù)國內中國礦業(yè)大學許毛等作者在《我國煤制氫與CCUS技術集成應用的現(xiàn)狀、機遇與挑戰(zhàn)》：CCUS技術主要包括二氧化碳捕集、運輸、利用及封存四個技術環(huán)節(jié)。（1）在二氧化碳捕集方面，我國目前僅有基于化學吸收法的燃燒前捕集技術進入商業(yè)化應用階段；（2）在二氧化碳運輸方面，我國目前僅有二氧化碳車運技術能夠商業(yè)化應用,可大規(guī)模輸送二氧化碳的陸地管道運輸技術仍處在工業(yè)示范階段；（3）在二氧化碳利用方面，我國目前僅有二氧化碳轉化為食品和飼料技術已實現(xiàn)商業(yè)化應用；（4）在二氧化碳封存方面，尚未有相關技術達到商業(yè)化應用階段。截至2019年,我國已建成投產20余個示范工程,橫跨電力、煤制油、天然氣處理等多個領域,整體來看CCUS技術在我國已具備大規(guī)模示范基礎。氫云鏈認為，制氫成本是技術選擇的最重要影響因素。從圖1可見，不考慮CCUS技術成本，現(xiàn)階段，煤制氫的成本相較于其他制氫技術具有十分明顯的成本優(yōu)勢。當煤制氫與CCUS技術集成應用時，成本增加情況如何？根據(jù)IEA針對我國煤制氫的評估結果顯示：在煤制氫生產中加入CCUS技術預計將導致項目資本支出和燃料成本增加5%，運營成本增加130%。圖1：現(xiàn)階段國內制氫成本情況（單位：元/Nm3) 來源：氫云鏈調研數(shù)據(jù)圖2可見，在考慮CCUS技術成本時，2030年，風光電裝機成本可達0.2元/度，可再生能源制氫成本將低至15元/千克，可與煤制氫（藍氫，15-18元/千克）競爭。藍氫的“過渡”定位十分明顯。對于現(xiàn)階段缺乏副產氫的地區(qū)，如佛山，可通過低成本化石能源制氫解決短期氫源不足問題。隨著國內碳排放交易政策推廣，也將推動藍氫的發(fā)展。需要注意的是，根據(jù)圖2，長期來看，2030年以后，藍氫成本可能難以與可再生能源制氫競爭。從成本角度看，由于CCUS技術成本增量有限且考慮到中國多煤少氣的現(xiàn)實情況，2030年以前，配備CCUS技術的煤制氫還是具有相對成本優(yōu)勢。在該階段，可能藍氫是清潔氫氣生產中最經濟的選擇，這為當下煤制氫與CCUS技術的集成應用項目提供了良好的發(fā)展機遇。圖2：電解水制氫成本變化趨勢 來源：《中國氫能源與燃料電池產業(yè)白皮書2020》從產業(yè)基礎看，我國新疆、陜西、山西及內蒙古等省份擁有豐富的煤炭資源、油氣資源及二氧化碳封存潛力,可作為未來發(fā)展煤制氫與CCUS技術集成應用的示范基地。此外，利用CCUS技術從空氣中捕集二氧化碳并通過可再生能源電解水制備氫氣，二氧化碳與氫氣反應可制成甲醇，將波動的可再生能源轉化為化學能儲存。如國內李燦院士推廣的二氧化碳液體陽光燃料項目已經在蘭州落地。
總體看，我國煤制氫技術成熟度高、成本低、滿足大規(guī)模穩(wěn)定制備條件。在“雙碳”目標的初期和中期階段，受制于綠氫成本約束，推廣煤制氫與CCUS技術耦合技術應用、將“灰氫”轉化為“藍氫”，既能夠滿足經濟性和低碳化的雙重要求，也能為那些需要深度脫碳的行業(yè)，如鋼鐵、水泥等行業(yè)，提供規(guī)?；⒌蛢r用氫脫碳方案。據(jù)中國氫能聯(lián)盟預測,到2050年我國氫氣消費量將達到9000萬t,在我國終端能源體系中的占比達到10%。氫云鏈團隊認為，至少在2030年之前，煤制氫+CCUS技術必將在低碳綠色經濟中發(fā)揮重要“過渡”作用，市場發(fā)展機遇不容小覷。（煤制氫+CCUS技術咨詢需求單位，歡迎與氫云鏈團隊討論）
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