2013年全國(guó)煤炭產(chǎn)量達(dá)到39.74億噸，當(dāng)時(shí)一些業(yè)界專家、學(xué)者曾分析預(yù)測(cè)，煤炭生產(chǎn)總量將有可能突破40億噸，但事實(shí)上是2013年達(dá)到了歷史的頂峰，之后煤炭生產(chǎn)總量開(kāi)始調(diào)頭下降，到2018年全國(guó)實(shí)際產(chǎn)量為36.8億噸，5年時(shí)間下降了3億噸，呈逐年穩(wěn)定下降趨勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的進(jìn)步，新能源替代煤炭是必然的趨勢(shì)，無(wú)論是從消費(fèi)結(jié)構(gòu)上講，還是從經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展來(lái)看，煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)“雙下降”是必然趨勢(shì)。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(wàn)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(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)低于生產(chǎn)能力，一直控制在8000-9000萬(wàn)噸之間。因此，產(chǎn)量的決定因素不在能力，主要還是在市場(chǎng)，需求是影響煤炭供需矛盾的主要方面。

　　二、煤炭在全國(guó)能源消費(fèi)中的主導(dǎo)地位長(zhǎng)期不會(huì)改變

　　我國(guó)屬“富煤、少油、缺氣”的國(guó)家，資源稟賦決定了煤在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位長(zhǎng)期不可能改變。2018年全國(guó)煤炭消費(fèi)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(chǎng)疲與興、強(qiáng)與弱的主導(dǎo)因素。從2018年發(fā)電行業(yè)的三組數(shù)據(jù)綜合分析，全國(guó)裝機(jī)總量19億千瓦，其中：火電裝機(jī)容量達(dá)到11.4億千瓦，較上年增長(zhǎng)3%；全國(guó)發(fā)電總量7萬(wàn)億度，火電占5萬(wàn)億度，增幅達(dá)7.3%；火電的開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)間為4361小時(shí)，比上年增加143小時(shí)。由此可以看出，電力裝機(jī)、發(fā)電量、利用小時(shí)均在提高，燃煤量必然也在相應(yīng)提高。因此，煤炭市場(chǎng)還是相對(duì)比較穩(wěn)定的。

2.煤炭氣化制氫

原煤經(jīng)過(guò)備煤?jiǎn)卧幚砗?，?jīng)煤鎖送入氣化爐，蒸汽和來(lái)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(guò)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(jí)烴）；粗合成氣經(jīng)急冷和洗滌后送入CO變換單元；經(jīng)過(guò)部分CO變換和工藝廢熱回收后進(jìn)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(jìn)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(huì)很高。神華煤制油化工有限公司于2008年12月實(shí)現(xiàn)了日產(chǎn)氫氣626t,氫氣純度為99.5%。

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，成本低，資源豐富。缺點(diǎn)：有CO2捕捉深埋，CO用于他用等環(huán)保措施跟進(jìn)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(gè)納米之間，長(zhǎng)度則遠(yuǎn)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(dú)特的物理化學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和機(jī)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(xué)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(xué)氣相沉積（Chemical vapor deposition ,CVD）是碳納米管的主要制備方法。當(dāng)今世界公開(kāi)報(bào)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(shí)例：沸騰床催化法、化學(xué)氣相沉積法。［2］

化學(xué)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(guò)激光等將過(guò)渡金屬微粒和碳?xì)浠衔锿瑫r(shí)加熱到高溫而使碳?xì)浠衔锇l(fā)生熱解而產(chǎn)生的?；驹恚阂院?xì)怏w（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(guò)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(diǎn)：由于制備時(shí)溫度較低（一般控制在500～1000℃)，生成的SWNTs缺陷較少，同時(shí)設(shè)備簡(jiǎn)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(guò)施加電場(chǎng)和控制給料的氣流方向，可以對(duì)SWNTs的生長(zhǎng)方向進(jìn)行控制；而通過(guò)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(xué)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(dǎo)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(dá)到公斤級(jí)。［2］

目前碳納米管的市場(chǎng)價(jià)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(yùn)轉(zhuǎn)所需的CO氣體量（年產(chǎn)噸級(jí)碳納米管），來(lái)確定煤制氫氣的產(chǎn)量，以實(shí)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(guò)中間試驗(yàn)為工業(yè)化生產(chǎn)摸索經(jīng)驗(yàn)，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(jìn)適量的氫燃料電池汽車就地消化。碳納米管銷售走市場(chǎng)，大專院校及科研院所，也可以考慮自己開(kāi)發(fā)下游產(chǎn)品。

6.運(yùn)作方式

上策：申請(qǐng)專利；中策：申請(qǐng)國(guó)家示范項(xiàng)目，國(guó)家出資進(jìn)行；下策：企業(yè)出資獨(dú)立進(jìn)行。