Energy Reviews | 煤的去碳化：煤炭地下气化提高氢气产量的研究和前沿技术
文章题目：Coal decarbonization: A state-of-the-art review of enhanced hydrogen production in underground coal gasification
关键词：Hydrogen production，Coal decarbonization，Underground coal gasification，Climate change，Clean coal technology
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772970222000049
近日，加拿大卡尔加里大学陈掌星院士团队联合中国石油勘探开发研究院陈艳鹏和陈姗姗团队在Energy Reviews发表文章“Coal decarbonization: A state-of-the-art review of enhanced hydrogen production in underground coal gasification”, 该文章详细介绍了煤炭地下气化作为一种洁净煤技术在世界的发展和提高氢气产量方面的研究。
01内容简介
1. Introduction（前言）
1.1. World coal resources and consumption（世界煤炭资源和消耗量)
1.2. UCG and its development（煤炭地下气化及其发展）
1.3. UCG's environmental merits（煤炭地下气化在环境方面的优势）
1.4. Why hydrogen?（为什么是氢气？）
2. Hydrogen in UCG syngas（煤炭地下气化合成气中的氢气）
2.1. Typical hydrogen contents in UCG tests（煤炭地下气化测试中典型氢气含量）
2.2. UCG hydrogen-enhanced theories（煤炭地下气化氢增强理论）
3. Hydrogen-oriented UCG studies（以氢为导向的煤炭地下气化研究）
3.1. China（中国）
3.2. Europe and U.K （欧洲和英国）
3.3. Canada（加拿大）
3.4. Other nations（其他国家）
4. Conclusions and prospect（结论和展望）
02内容亮点
1. 煤炭地下气化是一种有助于煤炭工业转型的洁净煤技术；
2. 世界主要煤炭大国都在进行煤炭地下气化的相关研究，助力煤炭行业去碳化、清洁化；
3. 提高氢气产出是煤炭地下气化方面的重点研究方向，中国在这方面研究强度冠绝全球；
4. 世界相关的研究趋于地域化，国际合作亟待加强；
5. 世界煤炭地下气化提高氢气的潜力巨大，但是亟需相关政府和产业支持。
03内容导读
世界煤炭资源丰富，且不均匀分布在世界上少数几个国家。虽然可再生能源的开发和部署如火如荼，化石燃料在当前世界能源消耗中仍占主导地位。因此，在可预见的未来，煤炭地下气化（UCG）等低碳煤清洁技术应在能源供应和安全保障方面发挥重要作用。
本文对世界上基于UCG 技术提高氢气产出的研究进行了全面的回顾和分析。分析表明，全世界都对煤炭工业脱碳、提高氢气产量的研究有着浓厚的兴趣。虽然世界上几个富煤的国家都在进行此方面的研究，中国在工业规模试点和实验室实验方面都占据主导地位。各国研究探讨了不同等级煤提高氢气产量的适应性，同时也提出和分析了UCG 整合其他前瞻性先进技术的可能性。
本文研究发现，UCG方面的研究趋于地域化，迫切需要国际合作来推动UCG 更快的商业化。此外，政府和财政的支持将有助于进一步推动 UCG大规模制氢。
04重要结论
1、本文在UCG的背景下对世界氢能生产的发展进行了最新的回顾。对世界煤炭资源和煤炭消费现状的分析表明，利用UCG对煤炭行业进行脱碳将在以最小的环境足迹满足世界日益增长的能源需求方面发挥至关重要的作用；
2、世界各国对UCG的发展都很感兴趣，许多国家都在进行提高UCG中氢含量的研究。以氢为导向的UCG研究包括各种煤种的实验研究、数值研究，以及UCG与其他有前途的技术如CCS、IGCC、SOFC和SOMC相结合的建议。此外，中国在UCG调查方面处于世界领先地位，无论是工业规模的试点还是实验室实验；
3、研究还揭示了在煤炭地下气化研究领域的跨境合作似乎并不存在。此外，一些国家的UCG调查力度非常有限：例如，作为世界第二大煤炭生产国、进口国和消费国的印度拥有世界第五大已探明煤炭储量，然而据作者所知在关于UCG的文献中，只有少数几篇以氢为导向的论文。作为一种清洁煤炭技术，人们强烈呼吁为UCG提供更多的政府和财政支持，以促进世界煤炭行业的转型。
作者简介
姜亮亮，加拿大卡尔加里大学博士后研究员，目前主要从事洁净煤技术、煤炭地下气化、煤制氢、CO2埋存、氢气埋存、地热能源、油气藏模拟和孔隙渗流等方面研究。目前已在Energy Reviews，Applied Energy， Journal of Cleaner Production和Fuel等顶级能源期刊发表近十篇一作文章，并担任Applied Energy，Chemosphere，Fuel，Energy&Fuels, Scientific Reports等能源期刊审稿人，被Applied Energy颁发优秀审稿人证书。
陈掌星，加拿大皇家科学院院士、工程院院士、中国工程院外籍院士和欧洲科学院院士，卡尔加里大学国家讲席教授。中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室学术委员会委员，教育部非常规油气国际合作联合实验室外方主任。陈掌星院士是国际著名油藏工程专家，在渗流力学研究、油气提高采收率工艺新技术、油藏数值模拟理论与方法、人工智能、可视化技术、技术转让和应用等方面取得突出成果。曾获美国福特总统奖、加拿大最高科技奖、工业与应用数学菲尔兹奖、“Killam”最高教授成就奖、2020年度中国政府友谊奖等。根据爱思维尔（Elsevier Scopus，世界权威统计机构）统计结果，在石油工程领域近十年内（2010-2020），其学术论文综合指标（包括论文数、他人引用数和H指数）全球排名第一。
Energy Reviews 简介
Energy Reviews 是由深圳大学牵头，联合 Elsevier出版集团、深圳市低碳与清洁能源研究院创办。Energy Reviews是一本国际性、跨学科、高质量的开放获取 (Open Access) 学术期刊，旨在通过发表最新的高质量研究综述、观点与评述，向公众传播有影响力的研究。接收包括但不限于能源数值计算、大数据与人工智能；能源相关的材料科学、化学和生物学；传统化石能源利用、勘探与CCUS；能源工程工艺和设备；能源研究的量化方法与工具；气候变化与环境等相关方向的优质综述成果。
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