制氢成本0.7元，陕西煤炭超临界水气化制氢发电多联产项目签约

2024年1月1日，“大美榆阳  陕北之窗”重点招商产业推介会暨招商引资签约仪式在中国工艺美术馆·中国非物质文化遗产馆举行，陕西榆林榆阳区成功签约6个招商引资项目，引资总额达70.02亿元。

崔飞代表榆阳区人民政府分别与陕西中核交大超洁能源技术有限公司、中核华辰建筑工程有限公司签订《煤炭超临界水气化制氢发电多联产项目》三方投资协议，与陕西江合能源科技有限责任公司签订《16000m?成品油仓储贸易项目》投资合同，与东镁科技有限公司签订《镁铝合金增材制造全产业链项目》投资合同，与长庆油田（榆林）油气有限公司签订《长庆油田上古天然气“269”工程项目》投资协议，与山东奥扬新能源股份有限公司签订《适应可再生能源碱性电解水制氢装备项目》投资协议。榆阳区文化旅游产业投资有限责任公司与中交交旅投资控股有限公司签订《麻黄梁黄土地质公园旅游发展》合作框架协议。

“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”俗称“超临界水蒸煤技术”，是西安交大郭烈锦院士带领科研团队经过20年攻关取得的技术成果。

‘超临界水蒸煤’作为一项变革性的技术，与传统的燃煤发电以及煤气化发电等技术存在着根本性的区别。传统燃煤发电，包括煤气化发电，都是把煤放在空气中，利用火燃烧，跟氧气产生氧化反应，这就是一个放热的过程。这种热能是可以利用的，热气流在燃煤锅炉里，被锅炉里的水吸收，然后再变成水蒸气，再去推动汽轮机做功。这就是常说的蒸汽轮机发电。较蒸汽轮机发电利用效率更高的，还有一种叫燃气轮机发电。由于该装置的材料要更加的耐高温，性能要求更高，所以加工工艺特别难。氧化反应自然会产生二氧化硫和氮氧化物，加上煤燃烧时扬起的颗粒物质，PM2.5就是这么来的！企业后续要脱硫脱硝除尘，就要安装除尘装置。这个成本对于企业来说很高。同时运行这些装置还得消耗能量。如此一来，总的效率不高，平均下来就百分之四十几。

超临界水是指当气压和温度达到一定值时（近乎22MPa，374℃），因高温而膨胀的水的密度和因高压而被压缩的水蒸气的密度正好相同时的水。此时，水的液体和气体便没有区别，完全交融在一起，成为一种新的呈现高压高温状态的液体。“超临界水蒸煤”不用空气进去，只是把煤和水混到一起，让它们去反应。整个过程不是氧化反应，没有传统的燃烧过程，而是还原反应，烧的是氢气，得到的是水，产品是干干净净，得到高温高压的超临界水蒸气，同样可以使汽轮机做功。得到的效率比传统的更高，又没有污染。

西安交大郭烈锦团队已经成功研制出了包括超临界水流化床等系列实验设施，能够完成煤的完全汽化。在700℃以上，国内各种煤型的碳气化率均达到100%。超临界水煤气化制氢的热力学以及化学反应动力学模型和反应系统的整合优化已经完成，成功完成处理煤量为1t/h的中试规模演示系统，通过技术经济分析，在系统处理煤量达83.3t/h时，氢气的价格能降低至0.7元。

2018年2月11日，西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦院士团队研发的“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”首个热电联产示范项目在西安城投集团下属西安热电有限责任公司正式启动。该示范项目投资五亿元建设一套规模为50MW的煤炭超临界水气化热电联产机组及其附属设施，项目建成后将实现硫氧化物、氮氧化物、烟尘和污水的零排放。