氢能产业发展又现新路径。近日,四川省内江市威远县人民政府与上海汉兴能源科技股份有限公司(下称“汉兴能源”)就“页岩气高效制氢技术开发应用项目”签署协议,双方将围绕威远县丰富的页岩气资源,大力发展新能源产业,并进一步延伸下游产业链。
自2019年首次写入政府工作报告以来,氢能产业在我国迎来投资热,作为我国页岩气主产地,四川省威远县与汉兴能源首次开展页岩气制氢合作,可谓是一次新的尝试,这背后的意义何在?可行性又有多大?
页岩气分布式利用的新尝试
据了解,此次四川省威远县与汉兴能源合作的项目是内江新能源领域清洁能源产业重点招商引资项目,项目位于威远经开区严陵工业园区,由上海汉兴能源科技股份有限公司投资建设,投资总额约2亿元,新建包括制氢装置、专业氢能运输装置、氢气充装站、“油气氢”综合能源站等设施。按照规划,一期项目是以页岩气为原料生产氢气,为威远、内江的加氢站提供氢源。二期项目将进行下游产业链的延伸,生产精细化工产品。
“当前,氢能正迎来快速发展的战略机遇期,内江正位于成渝地区双城经济圈氢走廊的中心地带。公司十分看好内江得天独厚的地理优势,将围绕威远县丰富的页岩气资源,大力发展新能源产业,并进一步延伸下游产业链,形成产业集群。”汉兴能源董事长纪志愿表示。
另一方面,四川省内江市制氢资源丰富,其中页岩气资源尤为丰富,目前已探明储量6200亿立方米,可开采页岩气4000亿立方米左右。
在中国石油和化学工业联合会副秘书长庞广廉看来,此举是分布式利用页岩气的一个尝试,希望能摸索出一条路子。“与常规天然气相比,我国页岩气主要分布在设施不太完备的丘陵地带,相对来说基础设施建设较差,且产气量的大小不稳定,有时衰减过快,因此建设输气管道时也不确定是否具有可行性,在这种情况下,如果能利用分布式能源的这种方式,在当地就地加工,用于生产现在比较火热的氢能源,也许是一个比较好的方向。”
高成本或是主要问题
天然气制氢工艺的原理是先对天然气进行预处理,然后在转化炉中将甲烷和水蒸汽转化为一氧化碳和氢气等,余热回收后,在变换塔中将一氧化碳变换成二氧化碳和氢气的过程。
尽管可与页岩气的开采特点协同,但经济性或是页岩气制氢的主要短板。
众所周知,我国页岩气地质条件复杂,开采难度大,与欧美国家相比,开采成本较高。
据了解,由于深层页岩气温度高达140摄氏度、地应力差大于20MPa,我国现有技术和装备难以适应温压条件,部分核心关键工具依赖进口;此外,页岩气完全成本高达1000元/千方,比常规天然气高20%—30%,气井初期产量一般为8—10万方/天,递减速率快,需要不断打井以维持稳产,工作量和投资均较大。
“现在的一个难题是制氢成本实在是太高了,如果用可再生能源制氢,从制取、运输到终端加注,1公斤的成本在40—60元。”庞广廉指出,“更何况用页岩气这种方式来制氢,因为要系统地考虑,比如技术问题或地形问题,我国页岩气主要分布在地下4000米深的地方,要有多段压裂方式,成本特别高,并且有些井的产量比较小,造成整个成本比较高。在这么高的成本下再考虑制氢的问题,有没有经济性是个必须考虑的问题。如果有这种动力,进行页岩气分布式利用的尝试,也不失为一件好事。但需要解决一些技术难题、成本难题。”
技术基础需“补课”
作为一种较具发展潜力的清洁能源,氢能成为许多公司热捧的方向。
对于氢气的制备,目前主要的技术方式有传统化石原料制氢、化工原料制氢、工业尾气制氢、电解水制氢以及新型制氢技术。其中化石原料包括煤、石油、天然气,化工原料包括甲醇、氨等;电解水制氢是指利用风电、光电等可再生能源制氢。此次四川省探路的页岩气制氢,是化石原料制氢的一种方式。
有分析机构指出,在现阶段选择成本较低、氢气产物纯度较高的工业副产氢的路线,已经可以满足下游燃料电池车运营的氢气需求;在未来氢能产业链发展得比较完善的情况下,利用可再生能源电解水制氢将成为最优方案,但目前距离市场化还有一定距离,页岩气制氢也面临同样问题。
不过在多位专家看来,除了制氢外,储氢、运氢也占据氢能产业链较高的成本,氢能产业链要协同发展,仍需多项技术基础要“补课”。
“从氢能整体技术层面来讲,国内的研究工作做得还比较少,不管是谁来做氢能,要真想把氢能发展成一个可持续、安全、可靠的大产业,技术基础逃不掉,需要‘补课’。”北京低碳清洁能源研究院新能源中心助理主任何广利说。
来源:《中国能源报》 2021年02月01日 记者 李玲
