炼油过程中的加氢裂化和加氢精制过程均需要大量的氢气,炼油厂重整等过程的副产氢远远不够,有加氢裂化和精制的工厂都需要加氢油蒸汽重整装置。氢气的另一项较大量用途是经合成气(CO/H2 )合成甲醇,合成甲醇每吨耗氢0.133吨。煤制油和煤制氢的加氢气化与液化工艺中,耗氢较大,每15kg煤约需要2kg氢气。目前神华集团已经在内蒙古鄂尔多斯建立制氢能力280000Nm3/h的世界上最大的煤制氢装置,煤制氢生产能力达到21万吨/年(约20亿立方米)。大致估计在能源产业中氢气的消耗量约为氢气总产量的35%。另外,在植物油加氢、农药、食用香料、电力、冶金、钢铁、半导体、多晶硅和建材工业中,都要使用大量的氢气。
除了我国对氢气产量的需求不断增加,我们每个人还都能切身感受到化石能源的供应紧张和价格的不断攀升。这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料的储量丰富的新的含能体能源,而氢气正是这样一种二次能源。
使用风能发电制氢可以一举三得,一是可大量消纳无法并网的风电,二是满足市场不断增长的氢气需求,并不断逐渐减少化石能源制氢的比例,三是通过混氢,以一定比例加人到天然气管道中,可以有效地补充对天然气的需求缺口。当然,在距离城市较近的地,如果具备条件,还可以考虑通过氢气与生物沼气(天然气)的混合气采用燃气轮机或燃料电池发电回馈电网,不仅可以平衡需求,“削峰填谷”,改善电网质量,更可以满足当地居民的冬季供暖需求。
5.建议方案
大规模风力发电制氢即Power-to-Gas将是一条可持续发展的终极路线,如果我国也能设定这一发展路线并最终实现该目标,则对于我国的科技、社会、环境和经济发展等都将影响巨大。建议在国家层面做出统一规划部署,选择国内有实力的大型风电能源公司,并与大型电解水制氢设备制造企业合作,在河北周边或内蒙、吉林等地选择具备条件的风电场作为示范地点,先期建设规模为600立方米/小时电解水制氢量的风力发
电制氢项目。