焦炉煤气制氢 下一个万亿市场风口？！
作者：化小北 来源：煤化工信息网 浏览次数：2083次 更新时间：2020-11-19
氢能作为21世纪最具前景的清洁能源之一，其潜力和重要性受到全球的普遍认可。近年来，随着精细化工、石油炼制、医药电子、氢燃料汽车等行业的迅速发展，市场对氢气的需求也急速增加。
我国已是全球最大的制氢国，工业氢气产量领跑全球，目前的制氢方法主要有化石燃料制氢、工业副产氢以及水电解制氢等，我国制氢主要依靠煤气化制氢和工业副产氢，电解水制氢仅占1%左右，氢能源结构还需优化。短期内我国仍会以煤气化和工业副产氢作为制氢的主要手段，带动氢能市场的发展。
我国已是全球最大的制氢国，工业氢气产量领跑全球，目前的制氢方法主要有化石燃料制氢、工业副产氢以及水电解制氢等，我国制氢主要依靠煤气化制氢和工业副产氢，电解水制氢仅占1%左右，氢能源结构还需优化。短期内我国仍会以煤气化和工业副产氢作为制氢的主要手段，带动氢能市场的发展。
国内制氢现状
作为全球氢能利用大国，中国自2009年工业氢气产量首次突破1000×104t以来，已连续11年保持世界第一。我国氢气的需求量和生产量旺盛，呈逐年增长的态势，目前保持着供需平衡的状态。
我国氢气来源广泛，既有大量的工业副产氢，又有大量的弃风弃光电、谷电等可供制氢的存量资源。2019年我国氢气产量超2000万吨，占全球总产量的30%以上，凸显我国氢大国的地位，但95%以上用于炼化、煤制化学品、合成氨等产业，目前用于燃料电池应用的氢气占比较低。
我国氢气来源广泛，既有大量的工业副产氢，又有大量的弃风弃光电、谷电等可供制氢的存量资源。2019年我国氢气产量超2000万吨，占全球总产量的30%以上，凸显我国氢大国的地位，但95%以上用于炼化、煤制化学品、合成氨等产业，目前用于燃料电池应用的氢气占比较低。
焦炉煤气制氢前景
我国是世界焦炭产量最大的国家，全国焦炭产能约有1/3在钢铁联合企业，2/3在独立焦化企业。2019年国内焦炭产量达4.7亿吨，焦炉煤气是炼焦的副产品，每吨焦炭可产生焦炉煤气约350-450立方米，去年焦炉煤气产量约2000亿立方米，占全球一半以上。但是许多独立焦化企业富余的焦炉气曾因无法直接用于生产而被大量放散。
自2009年1月1日起实施的《焦化行业准入条件》修订版规定，焦化生产企业生产的焦炉煤气应全部回收利用，不得放散。这给焦炉煤气的综合利用提供了有利的政策支持，利用焦炉煤气制取氢气、天然气、直接还原铁等可以获得巨大的经济效益，节省化石原料。
焦炉煤气中约含50-60%的氢气，可副产氢气760万吨左右，数量极大，占工业副产氢总量的90%以上。美锦能源目前是我国焦炉煤气制氢龙头企业，拥有660万吨焦炭产能，副产氢其可达5.9万吨/年。
焦炉煤气制氢是目前可实现的大规模低成本高效率获得工业氢气的重要途径。我国晋、冀、豫几省都是资源大省和焦化大省，氢源非常丰富，如何高效、合理地利用是关系环保、资源综合利用和节能减排的重大课题。
焦炉煤气制氢是目前可实现的大规模低成本高效率获得工业氢气的重要途径。我国晋、冀、豫几省都是资源大省和焦化大省，氢源非常丰富，如何高效、合理地利用是关系环保、资源综合利用和节能减排的重大课题。
焦炉煤气制氢方法
依靠多年的技术发展，焦炉煤气已经在加热、发电、生产甲醇、制氢气等方面进行了工业化生产和商业性运行。
焦炉煤气传统利用方式是燃烧，但是焦炉煤气含有 H2S、NH3等有害气体，随着天然气的开发和崛起，燃烧焦炉煤气必然将会被取代；焦炉煤气的发电效率经济效率较低；焦炉煤气制甲醇必须使含硫量降至 0.1 ppm，这也一直是合成甲醇的技术难点。
焦炉煤气传统利用方式是燃烧，但是焦炉煤气含有 H2S、NH3等有害气体，随着天然气的开发和崛起，燃烧焦炉煤气必然将会被取代；焦炉煤气的发电效率经济效率较低；焦炉煤气制甲醇必须使含硫量降至 0.1 ppm，这也一直是合成甲醇的技术难点。
焦炉煤气利用现状
利用焦炉煤气制氢，在我国已有多年的历史，其生产技术成熟，具有较高的经济性，特别是与水电解法制氢相比，经济效益显著。水电解法制氢耗电为 6.5kWh/m3，而焦炉煤气制氢耗电仅为 0.5kWh·m3。我国已确立把焦炉煤气重整技术作为开发氢能源的重要途径。目前焦炉煤气制氢主要采用变压吸附技术（SPA）。
焦炉煤气组成复杂、原料气压低、产品气要求纯度高。变压吸附制氢流程包括压缩、预处理、PSA 氢提纯、脱氧干燥 4 个步骤。
焦炉煤气组成复杂、原料气压低、产品气要求纯度高。变压吸附制氢流程包括压缩、预处理、PSA 氢提纯、脱氧干燥 4 个步骤。
采用变压吸附技术提纯制取的氢气纯度高，价格低（净化和提氢技术运行费用0.3-0.5元/m3），是用于工业生产的主要方法。但是其存在一些劣势：
1、原料气压较低，需要制备多台多级焦炉煤气压缩设备将几千帕的焦炉煤气提升到 PSA 处理的操作压力。
2、焦炉煤气中包括焦油雾、萘、苯馏分、H2S、有机硫、HCN、NH3等杂质，必须将杂质除去，才能达到 PSA 进料要求。
3、原料气中含有少量氧气，PSA 提纯后还需设置专门的脱氧设备，增大了投资成本。
1、原料气压较低，需要制备多台多级焦炉煤气压缩设备将几千帕的焦炉煤气提升到 PSA 处理的操作压力。
2、焦炉煤气中包括焦油雾、萘、苯馏分、H2S、有机硫、HCN、NH3等杂质，必须将杂质除去，才能达到 PSA 进料要求。
3、原料气中含有少量氧气，PSA 提纯后还需设置专门的脱氧设备，增大了投资成本。
美锦能源氢能板块分析
美锦能源立足煤炭产业，在煤焦行业循环经济发展中位居前列。深耕“煤-焦-气-化”产业链实现主业升级，同时布局氢能源产业链，形成氢能产业闭环。
作为国内焦炉煤气制氢龙头企业，美锦能源已全面布局从氢气气源-加氢站-膜电极-电堆-整车的氢能全产业链，并于去年年底发布了氢燃料重卡车型。目前美锦能源氢能板块战略格局已基本成型。
制氢
从成本来看，煤制氢，氯碱、丙烷脱氢和乙烷裂解制氢成本远低于天然气、甲醇重整制氢和水电解制氢等。煤制氢技术已实现国产化且发展成熟。未来制氢环节将呈现煤制氢、工业副产制氢、可再生能源制氢三大技术路线并存格局。
美锦能源主业是焦化业务，炼焦过程中产出的焦炉煤气含50%以上氢气，以570万吨/年焦炭产能粗略计算，可从焦炉煤气中提取氢气5.1万吨/年，满足1.3万辆中型卡车或9000辆客车一年的用量。
加氢站
加氢站方面，当前加氢站等基础设施建设滞后是制约氢能汽车推广的主要因素，近三年美锦能源也参与到加氢站建设工作中，控股多家相关领域公司。
当前在广东佛山（1座）、云浮（1座），山西晋中（1座），以及北京市（2座），拥有5座已建成加氢站。在山东青岛、浙江嘉兴、山西太原等地有5座在建加氢站。另外公司将于3-5年内规划建设100座加氢站（含油氢汽电综合能源站）。
从成本来看，煤制氢，氯碱、丙烷脱氢和乙烷裂解制氢成本远低于天然气、甲醇重整制氢和水电解制氢等。煤制氢技术已实现国产化且发展成熟。未来制氢环节将呈现煤制氢、工业副产制氢、可再生能源制氢三大技术路线并存格局。
美锦能源主业是焦化业务，炼焦过程中产出的焦炉煤气含50%以上氢气，以570万吨/年焦炭产能粗略计算，可从焦炉煤气中提取氢气5.1万吨/年，满足1.3万辆中型卡车或9000辆客车一年的用量。
加氢站
加氢站方面，当前加氢站等基础设施建设滞后是制约氢能汽车推广的主要因素，近三年美锦能源也参与到加氢站建设工作中，控股多家相关领域公司。
当前在广东佛山（1座）、云浮（1座），山西晋中（1座），以及北京市（2座），拥有5座已建成加氢站。在山东青岛、浙江嘉兴、山西太原等地有5座在建加氢站。另外公司将于3-5年内规划建设100座加氢站（含油氢汽电综合能源站）。
美锦能源在氢能源重点区域布局
渤海湾地区：
美锦能源与青岛市工业和信息化局、青岛西海岸新区管理委员会于2019年6月签署《青岛美锦氢能小镇合作框架协议》，投资100亿元在青岛市西海岸新区建设2000亩规模的青岛美锦氢能小镇。12月，公司在青岛设立青岛美锦新能源汽车有限公司，总设计产能为5000台/年及配套相应的燃料电池动力系统和燃料电池电堆，计划2年后开始投产，5年内逐步达产。
长三角地区：
2019年3月，美锦能源与嘉兴秀洲高新技术产业开发区管理委员会签订了《美锦能源氢能汽车产业园合作框架协议》，拟在嘉兴秀洲国家高新区或秀洲经济技术开发区投资建设美锦能源氢能汽车产业园。7月，与嘉兴市交通投资集团有限责任公司签署了《嘉兴氢能源基础设施建设和氢燃料汽车示范运营平台合作协议》，合作投资和建设加氢站，实施嘉兴市秀洲区118路首条氢燃料电池公交示范运行线路，成立氢能源产业基金。
粤港澳大湾区：
美锦能源持股51.2%的佛山市飞驰汽车制造有限公司总设计产能为5000台/年，计划3-5年实现达产，具有新能源商用车整车资质，以新能源（含燃料电池）客车、货车、重卡、市政特种车辆为主要产品。
内陆山西省：
公司10月在晋中设立山西美锦氢能科技有限公司，主要生产燃料电池动力系统总成和轻中重卡车辆，12月氢能科技竞拍取得位于山西省晋中市潇河产业园区晋中起步区小牛线南侧、综合通道东侧范围内的266244.9平方米土地使用权，用作建设燃料电池动力系统及氢燃料商用车零部件生产项目（一期）或新建项目的储备用地。
