2013年全國煤炭產(chǎn)量達到39.74億噸，當時一些業(yè)界專家、學者曾分析預測，煤炭生產(chǎn)總量將有可能突破40億噸，但事實上是2013年達到了歷史的頂峰，之后煤炭生產(chǎn)總量開始調(diào)頭下降，到2018年全國實際產(chǎn)量為36.8億噸，5年時間下降了3億噸，呈逐年穩(wěn)定下降趨勢。隨著經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源消費結(jié)構(gòu)的進步，新能源替代煤炭是必然的趨勢，無論是從消費結(jié)構(gòu)上講，還是從經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展來看，煤炭產(chǎn)量和消費“雙下降”是必然趨勢。具體到晉城，也同樣如此，2013年全市煤炭產(chǎn)量突破1億噸，2018年維持在8800萬噸，也是在逐年下降?，F(xiàn)在晉城的煤炭生產(chǎn)能力為1.5億噸，但實際產(chǎn)量遠低于生產(chǎn)能力，一直控制在8000-9000萬噸之間。因此，產(chǎn)量的決定因素不在能力，主要還是在市場，需求是影響煤炭供需矛盾的主要方面。

　　二、煤炭在全國能源消費中的主導地位長期不會改變

　　我國屬“富煤、少油、缺氣”的國家，資源稟賦決定了煤在能源消費結(jié)構(gòu)中的主導地位長期不可能改變。2018年全國煤炭消費總量在36億噸左右，其中：電力耗煤21億噸(占總量58%)，鋼鐵冶金耗煤6.2億噸，建材耗煤5億噸，化工耗煤2.8億噸，其它耗煤0.6億噸。由此能夠得出，電煤是決定煤炭市場疲與興、強與弱的主導因素。從2018年發(fā)電行業(yè)的三組數(shù)據(jù)綜合分析，全國裝機總量19億千瓦，其中：火電裝機容量達到11.4億千瓦，較上年增長3%；全國發(fā)電總量7萬億度，火電占5萬億度，增幅達7.3%；火電的開機運行時間為4361小時，比上年增加143小時。由此可以看出，電力裝機、發(fā)電量、利用小時均在提高，燃煤量必然也在相應(yīng)提高。因此，煤炭市場還是相對比較穩(wěn)定的。

2.煤炭氣化制氫

原煤經(jīng)過備煤單元處理后，經(jīng)煤鎖送入氣化爐，蒸汽和來自空分的氧氣作為氣化劑從氣化爐下部噴入，在氣化爐內(nèi)煤和氣化劑逆流接觸，煤經(jīng)過干燥、干餾和氣化、氧化后，生成粗合成氣（主要組成為H2、CO、CO2、H4C、H2S、油和高級烴）；粗合成氣經(jīng)急冷和洗滌后送入CO變換單元；經(jīng)過部分CO變換和工藝廢熱回收后進入酸性氣體脫除單元；脫除H2S和CO2及其它雜質(zhì)后，得到H2和CO混合氣體（H2占70%左右）進入氫氣提純單元；提純后得到純度99.5%的氫氣。［3］

煤炭氣化制氫與煤制天然氣的區(qū)別是：粗合成氣經(jīng)酸性氣體脫除單元得到H2和CO混合氣體（H2占70%左右）后，制氫走氫氣提純單元，而制天然氣走甲烷化單元。煤制天然氣成本為1.07元/m3，［4］煤炭氣化制氫成本不會很高。神華煤制油化工有限公司于2008年12月實現(xiàn)了日產(chǎn)氫氣626t,氫氣純度為99.5%。

優(yōu)點：技術(shù)成熟，成本低，資源豐富。缺點：有CO2捕捉深埋，CO用于他用等環(huán)保措施跟進的必要。

3.碳納米管的制備

碳納米管是由石墨層片卷成管狀物結(jié)構(gòu)的一種新型納米材料。其直徑一般在一到幾十個納米之間，長度則遠大于其直徑。碳納米管可以只有一層也可以有多層，分別稱為單壁碳納米管和多壁碳納米管。碳納米管擁有獨特的物理化學、電學、熱學和機械性能，擁有十分誘人的應(yīng)用前景。

碳納米管的制備方法很多，到目前為止，人們嘗試了多種制備方法，如石墨電弧法、熱解法、激光蒸發(fā)法、等離子體法、化學氣相沉積法（催化分解法）等等。其中，電弧放電（arc discharge）、激光蒸發(fā)（laser ablation）和化學氣相沉積（Chemical vapor deposition ,CVD）是碳納米管的主要制備方法。當今世界公開報道高質(zhì)、高效、連續(xù)大批量工業(yè)化生產(chǎn)碳納米管的實例：沸騰床催化法、化學氣相沉積法。［2］

化學氣相沉積法(催化熱裂解法)：CVD法是一種發(fā)展比較成熟的制備碳納米管特別是SWNTs的技術(shù)。通過激光等將過渡金屬微粒和碳氫化合物同時加熱到高溫而使碳氫化合物發(fā)生熱解而產(chǎn)生的。基本原理：以含碳氣體（一般為烴類氣體或CO）為給料氣體（feedstock）供給碳源，在金屬催化劑（過渡金屬如Fe、Co、Mo、Ni等及其氧化物）的作用下直接在襯底表面裂解合成出SWNTs。特點：由于制備時溫度較低（一般控制在500～1000℃)，生成的SWNTs缺陷較少，同時設(shè)備簡單、產(chǎn)率較高、條件易控，CVD技術(shù)有著很好的工業(yè)化前景。參數(shù)控制：通過施加電場和控制給料的氣流方向，可以對SWNTs的生長方向進行控制；而通過控制作為催化劑的納米顆粒尺寸大小，可以控制合成的SWNTs的直徑范圍。

CO化學氣相沉積法：由于高壓CO工藝的研制成功，CVD法也成為單壁碳納米管生產(chǎn)的主導工藝。以Mo作催化劑，可以由CO在1200℃的石英管內(nèi)歧化制備碳納米管，日產(chǎn)量已經(jīng)達到公斤級。［2］

目前碳納米管的市場價格約為每克2-3美元或20多元人民幣。［5］

4.物料平衡及產(chǎn)能的選擇

物料平衡應(yīng)該以CO制備碳納米管為主，選擇中試規(guī)模，采用三套CO制備碳納米管設(shè)備平行運轉(zhuǎn)所需的CO氣體量（年產(chǎn)噸級碳納米管），來確定煤制氫氣的產(chǎn)量，以實現(xiàn)物料平衡。然后才能定做氣化爐、配套的空分裝置、變換裝置、酸性氣脫除裝置、氫氣提純裝置等配套裝置。中試就是通過中間試驗為工業(yè)化生產(chǎn)摸索經(jīng)驗，克服不足。

5.產(chǎn)品的銷路

氫氣的銷路一是銷售給神華煤制油化工有限公司用于煤制油；一是政府配合引進適量的氫燃料電池汽車就地消化。碳納米管銷售走市場，大專院校及科研院所，也可以考慮自己開發(fā)下游產(chǎn)品。

6.運作方式

上策：申請專利；中策：申請國家示范項目，國家出資進行；下策：企業(yè)出資獨立進行。