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中国能源报|煤炭开始用“氢”运
字号:[    ] 发布时间:2022-06-20 08:51:57 来源: 中国能源报 发布人:马颖
  在山西焦煤集团,每年外销煤炭1亿多吨,其中约半数经公路汽运,不久前送出的一批煤却有所不同——不烧油、不排碳,它们通过氢能源车部分运抵国能榆次热电有限公司,部分赴榆次修文站完成铁路短倒任务。由此,山西焦煤开创了公路与“公转铁”短倒同步启用氢能运输的新局面。
 
  如今,氢能运煤不只是一企一地关注的焦点。受制于产地分布、运输网络等特殊性,以公路为主的煤炭运输方式尚未扭转,大量重型柴油车不可避免带来排放。而要实现煤炭全产业链的清洁高效利用,绿色配送是必然趋势。越来越多的煤企及地区希望借助“柴改氢”实现减碳,大规模氢能运煤究竟行不行?
 
  企业积极尝试,政策加大支持
 
  “通过氢能运输项目,我们将逐步实现煤炭配送洁净化、低碳化,助力合作供给端、消费端同步降碳。”山西焦煤集团煤焦销售公司副总经理徐国强介绍,依托已开通的汾西矿业中兴矿和榆次修文站到国能榆次热电公司两条线路,启运首日配送70车次,完成运量2197吨。在先行先试基础上,山西焦煤将加快完善氢能运煤运行机制,以点带面推进传统物流绿色转型。
 
  另一煤炭主产地内蒙古也有突破。记者从国家电投集团获悉,全国首台氢燃料电池混合动力机车于去年10月上线,目前已在内蒙古煤炭东运出海重要通道——锦白铁路安全运行1万多公里。该铁路全长627公里,按照每万吨公里减少碳排放约80千克测算,全干线使用该型机车后,每年可减少碳排放量约9.6万吨,相当于种植600多万棵树。
 
  国家电投国氢科技总经理张银广告诉记者,相比传统燃油和电力机车,氢燃料电池混合动力机车无污染排放,也不用重新架设取电网,应用和维护成本更低。“机车制造从核心动力到主要零配件,首次全部实现国产化,而且采用模块化设计。包括司机室在内,全部设备都可以模块化安装,这样就能根据运输需求和实际应用条件,进行不同功率等级的灵活搭配。”
 
  企业主动作为,政策也有了进一步支持。在国家发改委等9部门联合印发的《“十四五”可再生能源发展规划》中,推进煤矿、交通等重点领域绿氢替代是鼓励方向。部分地区亦发文力推,例如《宁夏氢能产业发展规划(征求意见稿)》提出,在煤炭等重点应用场景推广氢能重卡示范运输;《唐山市氢能产业发展实施方案》计划打造的曹妃甸氢燃料电池汽车示范区,正是重要的煤炭运输中转地。
 
  低成本制氢与高效率用氢并重
 
  瞄准“柴改氢”并非偶然。生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2021)》显示,煤炭及制品占大宗货物汽运的比重排名第二。受铁路运力限制,汽运煤短期内仍不可或缺。同在路上跑,不排碳的氢燃料汽车相比柴油重卡环保优势突出。
 
  在中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟秘书长卢琛钰看来,煤矿及煤运铁路、港口、码头等应用场景,恰恰更适宜推广氢能。“氢能重卡适合长距离、大重载运输,契合煤炭运量大的需求。运煤车辆往来密集、使用频率高,由柴油货车改为氢能重卡,便于区域集中布局、管理加氢站等设施。此外,煤炭主产区多分布在北方,面对寒冷天气、复杂地势等状况,纯电动车辆清洁却不一定好用,氢能重卡可填补不足。”
 
  煤焦企业自身还有“天然”优势。美锦能源副总裁姚锦丽举例,作为全国最大的独立商品焦炭和煤炭生产企业之一,利用自有煤炭-焦化产能,可为氢能重卡提供低成本氢源。“我们已在制氢端实现突破,去年7月投产的焦炉煤气变压吸附制氢项目,按照一期2000标准立方米每小时工业高纯氢、二期20000标准立方每小时工业高纯氢生产,全年可满足2200台重卡满负荷使用。发挥供应端‘低成本制氢’和需求端‘高效率用氢’优势,我们还计划打造全国最大的氢能重卡示范基地。”
 
  “用氢成本高是一个普遍性问题,但其实,相当一部分成本花在了储、运环节。矿区若能发展煤制氢、工业副产氢,就地制取能够降低中间环节成本。当前油价上行,实际也在缩小柴油和氢气的价格差距。”佛山环境与能源研究院院长赵吉诗称,部分矿区也是风光资源富集地,可再生能源发电成本越来越低,加上电解水制氢技术和装备逐渐降本,绿氢前景广阔。
 
  提升规模效应和经济性
 
  “氢气成本控制在25元/公斤以下,氢能重卡较柴油车就有足够竞争力,从技术层面来说降本是可行的。”张银广进一步称,煤炭基地外运量大且稳定,一个区域拥有成千甚至上万辆氢能重卡,为运营阶段规模化降本提供了可能。“我们在陕西榆林等地持续跟踪,发现‘柴改氢’需求旺盛。不过,这些产煤地大规模使用氢能重卡还需要政策助推一把。比如,能否参照燃料电池汽车示范应用城市群,给予它们相关补贴支持。”
 
  相比用氢,卢琛钰则更关注车的问题。“不可否认,氢能重卡购置成本高达柴油车的3-4倍,在未实现大规模应用的情况下,车辆降本面临较大困难。除了煤企,私营车队、个体运输占据一定比例,换车成本陡增,如何让这部分群体愿意购置更是难题。初期可考虑租赁模式,或由整车及燃料电池企业、运营方等结成联盟,一方提供车辆、一方搭建应用场景,共同积累培养用户。”
 
  姚锦丽坦言,除了制氢,美锦在氢燃料车辆、加氢站等方面也有周密布局,为氢能重卡应用奠定基础。但在更大范围内,要想真正发挥氢能在重载、高速、长距离运煤方面的优势,还需更加完善的供应链网络。“例如,在现有技术条件下,氢能重卡受加氢站数量不足等制约,运输范围相对有限,难以实现煤炭跨省运输。”
 
  姚锦丽提出,可建立氢能重卡发展联盟,持续发挥平台优势、快速对接资源,实现产业链、价值链、供应链合作。同时,应加快建立涵盖制氢、储氢、加氢、氢燃料电池、氢能源燃料电池汽车等关键环节的全产业链。“包括研发大规模制氢的稳定渠道,成熟、高效、安全的储氢设备和氢燃料电池技术,以及安全可控的氢运输工具、基础设施配套等。”
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