煤層氣制氫零排 + 納米碳突破，山西中興環(huán)能搶灘氫能

當傳統(tǒng)制氫企業(yè)還在為每生產(chǎn) 1mol 氫氣排放 0.83mol 二氧化碳發(fā)愁時，山西中興環(huán)能科技的車間里，煤層氣正通過催化裂解同步產(chǎn)出氫氣和高價值納米碳材料 —— 整個過程 CO?排放量僅 0.05mol/mol H?，近乎零排放。這家扎根晉東的國家級高新技術(shù)企業(yè)，不僅解決了煤層氣（俗稱 “瓦斯”）的高值利用難題，更用 “碳氫共生” 技術(shù)打通了氫能與納米碳材料的產(chǎn)業(yè)鏈，成為少有的能同時提供零排放制氫方案和納米碳應(yīng)用產(chǎn)品的企業(yè)。

截至 2024 年，中興環(huán)能已建成年產(chǎn) 500 噸納米碳、240 萬立方氫氣的示范線，拿下 1500 萬立方 / 年的氫能合作訂單，其納米碳材料更通過德國 Eisenhuth Gmbh 驗證，成功用于燃料電池雙極板。在氫能賽道愈發(fā)擁擠的當下，這家?guī)е?“產(chǎn)學研基因” 的企業(yè)，正憑借獨特的技術(shù)路徑搶占產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

從 “瓦斯治理” 到 “碳氫共生”：一家山西企業(yè)的技術(shù)突圍

山西作為煤炭大省，煤層氣資源儲量占全國 1/3，但長期以來，除部分用于民用燃氣外，大量煤層氣因收集難、利用成本高被直接排空 —— 既浪費能源，又加劇溫室效應(yīng)。2014 年，中興環(huán)能在陽泉成立時，就瞄準了這一 “痛點”：能否將煤層氣轉(zhuǎn)化為更高價值的產(chǎn)品？

答案藏在 “甲烷熱分解” 技術(shù)里。與傳統(tǒng)制氫方式相比，中興環(huán)能的核心突破在于 “碳氫不分離”：以煤層氣為原料，在 750-850℃催化條件下，甲烷（CH?）裂解為氫氣（H?）和納米碳材料（C），整個過程無需消耗額外水資源，且?guī)缀醪慌欧?CO?。

其技術(shù)優(yōu)勢在數(shù)據(jù)上尤為明顯：

碳排放對比：傳統(tǒng)煤氣化制氫每產(chǎn) 1mol 氫氣排放 0.83mol CO?，中興環(huán)能的技術(shù)僅排放 0.05mol，若算上非碳能源排放，傳統(tǒng)方式為 0.5mol，而中興環(huán)能為 0；

能源效率：系統(tǒng)凈能量產(chǎn)出達 15%-20%，遠超甲烷水蒸氣重整（74% 轉(zhuǎn)化效率）和煤氣化（60% 轉(zhuǎn)化效率）；

經(jīng)濟性：制氫同時產(chǎn)出高價值納米碳（如納米洋蔥碳），每噸售價 2-8.5 萬元，大幅攤薄制氫成本。

“傳統(tǒng)制氫是‘單條腿走路’，只產(chǎn)氫不考慮碳的價值；我們是‘兩條腿’，氫和碳都能賣錢?！?中興環(huán)能總經(jīng)理曾提到，這一 “碳氫共生” 模式讓制氫經(jīng)濟性提升 30% 以上，也讓煤層氣從 “安全隱患” 變成了 “資源寶藏”。

要實現(xiàn)這一技術(shù)，核心在于催化劑和反應(yīng)系統(tǒng)。中興環(huán)能自主研發(fā)的非貴金屬催化劑，在 750-850℃下轉(zhuǎn)化效率超 80%，壽命達 100 小時以上，產(chǎn)出率（催化劑與產(chǎn)物比）達 1:10，且成本僅為貴金屬催化劑的 1/5；其設(shè)計的連續(xù)化反應(yīng)系統(tǒng)，能實現(xiàn)煤層氣 “進料 - 裂解 - 分離 - 循環(huán)” 全流程自動化，目前已建成 4 條噸級碳氫生產(chǎn)線，納米洋蔥碳產(chǎn)量占比超 75%。

產(chǎn)學研基因加持：院士團隊背書，10 項專利筑牢技術(shù)壁壘

中興環(huán)能的技術(shù)底氣，離不開深厚的產(chǎn)學研積淀。翻開公司的合作名單，南洋理工大學、太原理工大學、電子科技大學等高校赫然在列，其中新加坡工程院院士曾少華團隊的加入，更是為其氫能技術(shù)注入了國際視野。

曾少華院士長期深耕燃料電池與制氫技術(shù)，是南洋理工大學能源研究院聯(lián)席院長，其團隊在氫能儲運、燃料電池雙極板領(lǐng)域的研究成果，與中興環(huán)能的業(yè)務(wù)高度契合。雙方合作開發(fā)的燃料電池雙極板，以中興環(huán)能的納米碳材料為核心原料，通過模壓成型實現(xiàn)了多項關(guān)鍵指標突破：密度 > 1.90g/cc、電阻率 <12μΩm、抗壓強度> 100MPa，在 87KW 燃料電池中，單臺需 145Kg 納米碳材料 —— 若按年產(chǎn) 10 萬臺燃料電池計算，僅這一領(lǐng)域年需求就達 1.5 萬噸，而中興環(huán)能當前 500 噸 / 年的產(chǎn)能，未來仍有巨大擴張空間。

除了國際合作，中興環(huán)能與太原理工大學的 “本土化聯(lián)動” 同樣關(guān)鍵。雙方共建的 “山西省煤層氣高值利用校企研究生教育創(chuàng)新中心”，已培養(yǎng) 10 余名專業(yè)人才，共同研發(fā)的 “煤層氣催化裂解零排放制備納米碳材料” 技術(shù)，獲 2016 年山西省科技成果轉(zhuǎn)化專項支持，并于 2018 年通過省科技廳驗收。截至目前，中興環(huán)能已累計獲得 7 項發(fā)明專利、3 項實用新型專利，涵蓋催化劑制備、反應(yīng)裝置、納米碳純化等全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，其中 “一種連續(xù)化制備納米碳材料的裝置” 專利，更是解決了納米碳規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵瓶頸。

這種 “科研 + 人才 + 中試” 的模式，讓中興環(huán)能避免了很多創(chuàng)業(yè)公司 “技術(shù)落地難” 的困境。例如，其開發(fā)的納米碳潤滑添加劑，通過與太原理工大學合作測試，在采煤機高壓管道密封圈中加入 2.5wt% 納米碳后，耐磨時間從 72 小時飆升至 5000 小時，這一成果已轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品，打入煤炭、機械制造等領(lǐng)域。

從氫能到納米碳：5 大應(yīng)用場景打開百億市場

中興環(huán)能的野心，不止于制氫 —— 通過 “制氫 + 納米碳” 雙輪驅(qū)動，它正試圖覆蓋氫能產(chǎn)業(yè)鏈和納米碳應(yīng)用的多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，其已轉(zhuǎn)化形成 5 類核心產(chǎn)品，每一類都瞄準了百億級市場：

1. 氫能：瞄準工業(yè)與交通場景，1500 萬立方訂單落地

中興環(huán)能的氫能產(chǎn)品主要面向工業(yè)氣體和燃料電池車領(lǐng)域。2020 年建成的碳氫一體化示范線，已實現(xiàn)氫氣純度 99.999%，滿足燃料電池車加氫需求。目前公司已與勝科集團、精英投資達成合作，計劃 2021 年底開工建設(shè)加氫燃燒發(fā)電示范項目，總投資 1800 萬元。按規(guī)劃，二期項目將年產(chǎn) 2000 萬立方氫氣，達產(chǎn)后年銷售收入 2800 萬元，若按氫能產(chǎn)業(yè)鏈 2.5 萬億美元的遠期規(guī)模計算，其成長空間巨大。

2. 燃料電池雙極板：搶占氫能核心部件賽道

如前文所述，燃料電池雙極板是中興環(huán)能的戰(zhàn)略級產(chǎn)品。除德國企業(yè)驗證外，公司還與國內(nèi)多家燃料電池廠商合作，開發(fā)適配不同功率的雙極板產(chǎn)品。按當前市場價格，石墨化納米碳材料每噸售價 7-8 萬元，500 噸產(chǎn)能可實現(xiàn)產(chǎn)值 3500-4000 萬元，若二期 5000 噸產(chǎn)能落地，僅這一業(yè)務(wù)就能貢獻 2-2.5 億元營收。

3. 納米碳潤滑材料：從煤炭到汽車的跨界應(yīng)用

針對煤炭、機械等高磨損行業(yè)，中興環(huán)能開發(fā)了富勒烯潤滑油、納米碳抗磨劑等產(chǎn)品。其中富勒烯機油節(jié)能增效劑，可降低發(fā)動機磨損率 30%，目前已在山西焦煤集團等企業(yè)試用；用于超高壓管道密封圈的納米碳橡膠添加劑，更是將產(chǎn)品壽命提升 68 倍，成為公司營收的穩(wěn)定來源。

4. 電池負極與導(dǎo)電漿料：切入新能源電池賽道

納米洋蔥碳作為高端負極材料，售價達 2-8.5 萬元 / 噸，遠超傳統(tǒng)人造石墨（1.3-8 萬元 / 噸）。中興環(huán)能的納米碳材料已用于鋰離子電池負極和超級電容器，實驗室數(shù)據(jù)顯示，其替代商用導(dǎo)電劑后，超級電容器容量提升至 142.3 F/g，循環(huán) 5000 次后容量保持率仍達 86.9%。按 500 噸 / 年產(chǎn)能計算，僅電池領(lǐng)域就能實現(xiàn) 2250-3000 萬元產(chǎn)值。

5. 吸波材料：拿下軍工配套訂單，拓展高端場景

依托磁性納米碳材料的特性，中興環(huán)能開發(fā)了碳基吸波涂料，在 2-18GHz 頻率范圍內(nèi)最大吸波峰值達 - 25.6dB，有效帶寬 2.2GHz，已通過相關(guān)保密資質(zhì)認證，拿下 1000 萬元軍工配套資金，用于隱身技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。這一領(lǐng)域不僅附加值高，更能為公司提供穩(wěn)定的訂單支撐。

對于投資者而言，中興環(huán)能的吸引力在于 “技術(shù)稀缺性 + 場景確定性”：一方面，“碳氫共生” 制氫技術(shù)在國內(nèi)少有人掌握，且符合 “雙碳” 政策方向；另一方面，氫能、燃料電池、新能源電池等場景均處于高速增長期，市場需求明確。不過挑戰(zhàn)同樣存在 —— 氫能基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善，納米碳材料高端市場面臨日本、韓國企業(yè)競爭，這些都需要公司在后續(xù)發(fā)展中逐步突破。

結(jié)語：氫能賽道的 “山西樣本”，如何改寫產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)則？

在氫能賽道多由沿海企業(yè)主導(dǎo)的當下，中興環(huán)能的崛起提供了一個 “內(nèi)陸企業(yè)突圍” 的樣本：依托本地資源（煤層氣）、綁定產(chǎn)學研（高校 + 院士團隊）、聚焦細分領(lǐng)域（制氫 + 納米碳），用差異化技術(shù)打開市場。

隨著 “雙碳” 目標推進，氫能將成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵拼圖，而中興環(huán)能的 “碳氫共生” 模式，不僅解決了制氫的碳排放痛點，更通過納米碳提升了經(jīng)濟性 —— 這種 “一石二鳥” 的思路，或許正是其能在賽道中站穩(wěn)腳跟的核心原因。

【創(chuàng)投觀察】：未來，隨著二期基地落地、更多應(yīng)用場景驗證，這家山西企業(yè)有望從 “技術(shù)提供者” 升級為 “產(chǎn)業(yè)鏈整合者”，甚至改寫氫能與納米碳材料的市場規(guī)則。正如曾少華院士所言：“氫能的未來不僅需要技術(shù)突破，更需要能將技術(shù)落地的企業(yè)，中興環(huán)能正在做的，就是這樣一件事。”