（1）煤制氢业务技术水平及特点
煤制氢是一种利用煤炭作为原料，通过化学反应将其转化为氢气的过程，包括煤气化、变换反应、脱硫脱碳、硫回收等工序。在煤气化过程中，煤炭被暴露在高温和高压下，与水蒸气或氧气反应，产生合成气。
合成气的主要组分为氢气和一氧化碳，其中，一氧化碳可继续与水蒸气发生变换反应，生成更多的氢气，并经后续工序分离、提纯，进而获得一定纯度的产品氢。煤制氢核心为煤气化技术。
目前国内煤气化技术分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术，各种气化技术均有其各自的优缺点。国内大型煤气化装置一般采用气流床煤气化的技术，主要有水煤浆气化和粉煤气化技术。
虽然相比于固定床气化技术投资规模较大，但是水煤浆气化技术单炉生产能力大，有效气体含量高，且相比于粉煤气化技术设备运行稳定可靠、投资成本相对较低，对环境相对友好。其中，西北化工研究院的多元料浆气化技术原料适应性广、气化指标先进、技术成熟可靠、投资费用低，因此大部分企业选择采用该多元料浆气化技术。
（2）煤制氢行业发展态势
①氢能行业拥有良好的发展预期
氢气是石油化工领域用量最大的一种化工原料，广泛用于生产合成氨与甲醇、炼制石油及其他各类化工领域。近年来，在交通、建筑、发电和供热等领域也开始广泛使用。氢按照制取过程及碳排放分为“灰氢”“蓝氢”和“绿氢”。
“灰氢”由化石燃料制取，制氢过程碳排放较多。“蓝氢”也由化石燃料制取，但制备过程中采用了碳捕集利用与封存技术（CCUS），碳排放明显减少；“绿氢”是由可再生能源（如风电、水电、太阳能等）电解制氢，制氢过程完全没有碳排放。早在 2006 年，氢能及燃料电池技术已列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）》的先进能源技术。
2014 年，国务院发布《能源发展战略行动计划（2014-2020 年）》，将氢能与燃料电池列入能源科技创新战略重点方向。“十四五”以来，国家发改委、国家能源局联合印发了《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》，明确提出了氢能产业发展各阶段目标。2024 年 11月通过的《能源法》，明确提出国家积极有序推进氢能开发利用，促进氢能产业高质量发展。
随着国家氢能政策体系逐步建立和完善，我国氢能产业快速发展，在氢气制备、储运加注以及新兴应用等领域技术不断成熟。目前，我国已成为世界上最大的制氢国。赛迪顾问的数据显示，2023 年中国氢能产量达 3,686.2 万吨，同比增长 4.5%。
根据中国石化发布的《中国氢能产业展望报告》，到 2035 年我国氢气供应规模将达到 4,264 万吨；到 2060 年将达到 8,580 万吨。其中，在工业领域氢气消费量持续增长的同时，燃料电池汽车将在商用车领域发挥长距离、高载重优势，与电动汽车实现多元、补位发展，交通领域需求快速增长，成为仅次于工业的第二大应用领域，预计占比将达到 27%左右。
氢制取的常规技术路线包括化石能源制氢、工业副产制氢和电解水制氢等，其中化石能源制氢占比最高，根据其原材料不同可分为煤制氢和天然气制氢。我国“贫油少气富煤”，是以煤炭为主要能源的国家。以煤炭为原料制取氢气并集中处理有害废物降低污染，是相对环保的制氢路线，也最符合我国国情。赛迪顾问的数据显示，2023 年，从氢气制取环节来看，我国来源于煤制氢的氢气达2,126.9 万吨，占总氢气来源的 57.7%。
②煤制氢工艺技术成熟，相比其他制氢工艺具备成本优势
煤气化制氢生产合成氨、尿素等化学肥料已有上百年的历史。大规模煤制氢技术是为应对炼化企业日益增长的低成本氢气需求，伴随着煤气化技术进步而发展起来的。煤制氢优点是技术成熟，成本低，装置规模大，但也存在设备结构复杂、运转周期相对较短、投资高、配套装置多的现状。目前，大规模煤制氢技术比较成熟，有超过 20 种气化技术、数百台煤气化炉在我国炼厂和煤化工企业中稳定运行，一氧化碳变换、氢气分离提纯、大规模空分等煤制氢关键技术均可实现国产化。
随着我国成品油升级，各种加氢工艺应用越来越广，煤制氢相比天然气制氢等制氢工艺具有成本优势。受原油质量劣化、成品油清洁度要求不断提高的双重影响，炼厂对氢的需求量持续增加，且对供氢成本也更加敏感。煤制氢技术在国内外炼化行业的广泛应用，证实了其在成本上的巨大优势。考虑到煤制氢的原料可获得性、成本优势以及明显环境效益，在越来越严格的环保法规的约束下，煤制氢也将拥有广阔的应用前景。
③煤制氢行业发展趋势
A．受“双碳”目标和环保要求的影响，未来新增煤制氢产能将受到一定程度的限制
在“双碳”目标和环保要求的影响下，煤制氢行业未来新增产能将受到一定程度的制约。在碳达峰和碳中和的背景下，传统以煤炭为主导的能源结构和化工产业面临转型升级的压力与机遇。《“十四五”全国清洁生产推行方案》指出，石化化工行业，要实施绿氢炼化、二氧化碳耦合制甲醇等降碳工程；《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》中也明确指出，“构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，重点发展可再生能源制氢，严格控制化石能源制氢”。因此，未来煤制氢新增产能将受到一定限制。
B．长期来看，电解水制氢等清洁路线对煤制氢行业形成竞争，但基于成本原因煤制氢在短期内难以被替代
煤制氢及煤制氢技术的应用前景既受需求侧变化的影响，也受到不同制氢原料路线与技术路线竞争态势的影响。目前，制氢技术存在多条线路并存的状态，煤制氢是当前的主要方式，而电解水制氢等绿氢路线则是未来技术的发展方向。
制氢原料路线的选择主要取决于原料的可获得性和成本。虽然电解水制氢长期被认为是适应未来发展的最优路线，但对于真正面向大规模电解水制氢的场景，当前各技术路线均需在经济性、安全性、智能化管理等方面实现体系性技术突破。
在广泛的原料和技术路线背景下进行的技术经济分析和比较结果表明，煤作为制氢原料符合我国化石能源的禀赋现状。在氢能经济中，煤制氢实现有明显的环境效益，煤的可获得性及其低廉的成本使得煤制氢具有极大的竞争优势和较强的抗风险能力。这些因素决定了煤制氢在大规模制氢、供氢方面具有无可替代的优势。短期来看，尤其是在工业化生产领域，绿氢技术难以替代煤制氢。随着环保技术的不断突破，即使在日益严格的环保法规约束下，煤制氢也会有广阔的应用前景。
C．煤制氢自身绿色化转型，降低能耗和排放，提高转换效率
煤制氢自身的绿色化转型是实现煤炭产业深度脱碳和绿色发展的重要途径。随着全球对于减少温室气体排放的共同目标即“双碳”目标的提出，传统以煤炭为主导的能源结构和化工产业面临转型升级的压力与机遇。煤制氢自身的绿色化转型不仅有助于降低碳排放，还能推动可再生能源与传统能源的有效融合，促进氢能产业的发展。
将煤制氢与 CCUS 等技术结合，能够实现煤制氢气从“灰氢”向“蓝氢”转变，可促进煤制氢技术的绿色转型，推动氢能产业低碳可持续发展。根据《中国氢能产业发展报告 2020》的数据显示，传统煤制氢装置通过与 CCUS技术结合，生产过程中单位碳排放有望从 19kgCO2/kgH2下降到小于 2kgCO2/kgH2；根据 CCUS 技术发展趋势与目标，到 2025 年 CO2 的捕集成本大约为 0.15~0.4 元/kg，未来有望下降至 0.24 元/kg，这将在减少煤制氢温室气体排放的同时，压缩资本投入及维护成本。
此外，尽管包括煤制氢在内的化石燃料制氢已很成熟，但能量转换效率上仍有提升空间。与此同时，基于传统的煤气化-变换-分离工艺，仅通过完善气化技术或是开发应用新材料提高分离效率以最终提高制氢效率存在瓶颈。提高煤制氢的效率需要新技术途径。
HyPr-RING 煤制氢、氧载体煤直接化学链气化制氢、一氧化碳辅助铁氧化物循环裂解水制取纯净氢气、煤炭微生物厌氧发酵产氢，以及超临界水煤气化制氢发电等处于研究开发中的新技术，或许能探索出更加高效、洁净的用煤制氢途径。
