氫能成為工業(yè)降碳利器
一名工作人員在江蘇國富氫能技術(shù)裝備股份有限公司的儲氫設(shè)備生產(chǎn)車間內(nèi)作業(yè)。 新華社記者 楊 磊攝
河北省遷安市一家制氫企業(yè)的加氫站。 新華社記者 楊世堯攝
日前，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布實(shí)施《加快工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用實(shí)施方案》（以下簡稱《方案》），提出以拓展清潔低碳?xì)湓诠I(yè)領(lǐng)域應(yīng)用場景為著力點(diǎn)，加快技術(shù)裝備產(chǎn)品升級，打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級新增長點(diǎn)。
氫能具備清潔環(huán)保、能量密度高、來源豐富等優(yōu)勢，是大力實(shí)施可再生能源替代化石能源的重要抓手之一。加快工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用，是促進(jìn)工業(yè)節(jié)能降碳、推進(jìn)新型工業(yè)化的重要路徑。專家表示，推進(jìn)清潔低碳?xì)湓诠I(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用，將做大做強(qiáng)綠色低碳產(chǎn)業(yè)，有力支撐工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，構(gòu)建綠色增長新引擎。
支撐工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型
我國是全球最大的氫氣生產(chǎn)國和消費(fèi)國，工業(yè)領(lǐng)域是清潔低碳?xì)渥畲蟮挠梦渲�。近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，涵蓋了氫氣制取、存儲、運(yùn)輸、應(yīng)用全鏈條。
“將工業(yè)副產(chǎn)氫作為氫能來源之一，是《方案》的一大亮點(diǎn)。”國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院戰(zhàn)略研究總監(jiān)劉偉告訴記者，《方案》提出加快工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫等清潔低碳?xì)鋺?yīng)用，方向更加聚焦。
工業(yè)副產(chǎn)氫是指將富含氫氣的氯堿尾氣、焦?fàn)t煤氣等工業(yè)尾氣作為原料，通過變壓吸附等技術(shù)將其中的氫氣分離提純的制氫方式。可再生能源制氫則指的是通過太陽能、風(fēng)力等可再生能源發(fā)電進(jìn)行電解水制氫的方式。相比可再生能源制氫，工業(yè)副產(chǎn)氫成本較低、更易獲取，有助于為氫能產(chǎn)業(yè)鏈提供穩(wěn)定氫源。
在重工業(yè)中，受工業(yè)流程限制，化工、鋼鐵、建材行業(yè)碳減排空間較小，屬于典型的難脫碳行業(yè)。“當(dāng)前，我國80%以上氫消費(fèi)量用于化工行業(yè)，推廣應(yīng)用固體氧化物電解制氫技術(shù)，能以較低的原材料成本、較高的能源轉(zhuǎn)化效率，有效耦合工業(yè)余熱，推進(jìn)難脫碳行業(yè)低碳與零碳化改造。”中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）教授彭蘇萍介紹。
近年來，我國氫氣生產(chǎn)平穩(wěn)增長，可再生能源制氫潛力巨大。2023年，我國氫氣產(chǎn)量超3500萬噸，占全球產(chǎn)量的三分之一左右。我國可再生能源裝機(jī)規(guī)模居全球第一位，據(jù)測算，截至2024年6月，我國可再生能源制氫產(chǎn)能突破10萬噸/年，規(guī)劃及在建產(chǎn)能約800萬噸/年。
專家預(yù)測，到2030年，清潔低碳?xì)鋵⒊蔀殇撹F、化工等行業(yè)重要零碳原料，年消費(fèi)量分別達(dá)到174萬噸、376萬噸。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右，在終端能源消費(fèi)中占比約為20%，其中工業(yè)領(lǐng)域用氫需求7794萬噸，占?xì)淇傂枨罅康?0%。
“氫能與鋼鐵、石化、化工、建材、機(jī)械、交通、電力、輕工等總量規(guī)模大的眾多行業(yè)關(guān)聯(lián)度高，帶動性強(qiáng)，能夠助力用能終端深度脫碳，為工業(yè)綠色發(fā)展提供有效支撐。”中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會氫能分會副會長兼秘書長張宇說。
彭蘇萍表示，加快氫能及泛氫能源在工業(yè)領(lǐng)域的清潔低碳應(yīng)用，能夠發(fā)揮對實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的支撐作用，有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會綠色轉(zhuǎn)型，并帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新升級。
拓展工業(yè)用氫場景
突出應(yīng)用場景驅(qū)動，對典型應(yīng)用場景建設(shè)作出系統(tǒng)安排，是《方案》的另一特點(diǎn)。“《方案》聚焦冶金、化工、交通等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域，提出清潔低碳?xì)淦叽髴?yīng)用場景，并從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化示范、模式探索、清潔低碳?xì)湓�、其他關(guān)鍵原料來源等方向，明確了30項(xiàng)具體任務(wù)。”中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院總工程師秦海林介紹。
隨著我國在突破氫能關(guān)鍵核心技術(shù)難題上取得積極進(jìn)展，一批重大項(xiàng)目投產(chǎn)運(yùn)行，工業(yè)領(lǐng)域規(guī)�；瘧�(yīng)用清潔低碳?xì)淇尚行缘玫讲粩囹?yàn)證。
在氫能應(yīng)用方面，我國以氫燃料電池汽車示范應(yīng)用為先導(dǎo)，逐步向冶金、化工、船舶等行業(yè)領(lǐng)域拓展。廣東湛江百萬噸級氫基豎爐冶金項(xiàng)目、新疆庫車萬噸級綠氫煉化項(xiàng)目等陸續(xù)運(yùn)行。
去年9月，全球首條陶瓷工業(yè)氨氫零碳燃燒技術(shù)示范量產(chǎn)線在廣東佛山正式投產(chǎn)，通過改造原有的輥道窯爐，用氨氫燃燒取代天然氣燃燒，傳統(tǒng)工業(yè)窯爐成為低碳窯爐。據(jù)測算，這項(xiàng)技術(shù)如果逐步應(yīng)用于佛山160條陶瓷板（磚）生產(chǎn)線，將直接減少二氧化碳排放66.5萬噸/年。
在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)背景下，清潔低碳?xì)渥鳛閮?yōu)質(zhì)二次能源，在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用不斷拓展，場景不斷豐富，發(fā)揮著越來越重要的作用。
“《方案》從清潔低碳?xì)涮娲涮捡詈�、氫氮耦合、氫電融合等多領(lǐng)域，針對替代環(huán)節(jié)、技術(shù)路徑、利用方向、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、項(xiàng)目建設(shè)要求等多方面，提出具體工作方向、要求和技術(shù)選擇建議，對推動石化化工行業(yè)與氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同高質(zhì)量發(fā)展、提升行業(yè)原料替代水平、降低碳排放，具有十分重要的指導(dǎo)作用。”中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會黨委常委、副會長孫偉善表示。
秦海林認(rèn)為，工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用場景建設(shè)和市場培育將加快推進(jìn)，成為氫能規(guī)�；l(fā)展的重要突破口，有力拓展氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，激發(fā)綠色低碳發(fā)展新動能。
多方合力突破瓶頸
氫能是面向未來的前沿新興產(chǎn)業(yè)，尚未孕育出成熟的產(chǎn)業(yè)形態(tài)，推動工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用仍面臨許多挑戰(zhàn)，需政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等多方共同努力。
推進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用，首要在于降本增效。目前，氫能生產(chǎn)成本較高，大規(guī)模長距離儲運(yùn)困難，成為工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用的制約因素。
“我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)到了關(guān)鍵時刻，未來的重點(diǎn)在于降低氫能生產(chǎn)和運(yùn)輸成本，并將其廣泛應(yīng)用于多元化的能源示范工程場景中。要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和政策支持，進(jìn)一步推動氫能產(chǎn)業(yè)鏈完善與升級。”彭蘇萍表示。
秦海林建議，要聚焦可再生能源電力這個主要成本來源，積極推動各地探索適宜的電價機(jī)制政策，并對符合條件的氫冶金等低碳前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目給予產(chǎn)能延期置換政策支持，從而降低工業(yè)領(lǐng)域制氫用氫成本。
“缺乏配套的基礎(chǔ)設(shè)施，是制約工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用的因素之一。”劉偉表示，需統(tǒng)籌資金、項(xiàng)目、政策等，加大基礎(chǔ)設(shè)施保障支持，合理布局制氫設(shè)施、穩(wěn)步構(gòu)建儲運(yùn)體系、統(tǒng)籌規(guī)劃加氫網(wǎng)絡(luò)，加快構(gòu)建安全、穩(wěn)定、高效的氫能供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。
工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用還面臨技術(shù)成熟度低、標(biāo)準(zhǔn)缺乏等難題。專家建議，要充分發(fā)揮各類創(chuàng)新主體、載體作用，系統(tǒng)推進(jìn)關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)、中試轉(zhuǎn)化、工程化應(yīng)用，著力提升檢驗(yàn)檢測、產(chǎn)業(yè)信息、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化等公共服務(wù)能力。
同時，著眼于清潔低碳?xì)湔J(rèn)定、碳足跡等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)制定，加快完善氫冶金、綠色甲醇、綠色合成氨等氫能應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)體系，為氫能工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行安全管理提供有力支撐，為企業(yè)利用氫能降低碳排放創(chuàng)造前提條件，加快推動清潔低碳?xì)湟?guī)模化應(yīng)用。
《方案》明確，到2027年，工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳?xì)鋺?yīng)用裝備支撐和技術(shù)推廣將取得積極進(jìn)展，清潔低碳?xì)湓谝苯稹⒑铣砂�、合成甲醇、煉化等行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用，在工業(yè)綠色微電網(wǎng)、船舶、航空、軌道交通等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用，形成一批氫能交通、發(fā)電、儲能商業(yè)化應(yīng)用模式。
工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，下一步，將有序發(fā)展可再生能源制氫，支持工業(yè)企業(yè)、工業(yè)園區(qū)開展氫能供給消納相結(jié)合的一體化應(yīng)用，著力提升高效制氫電解槽等重點(diǎn)產(chǎn)品性能指標(biāo)和批量化生產(chǎn)能力，加快突破關(guān)鍵技術(shù)工藝，研究制定水電解制氫裝備制造行業(yè)規(guī)范條件，支持有條件的地區(qū)打造氫能產(chǎn)業(yè)先進(jìn)制造業(yè)集群和中小企業(yè)特色產(chǎn)業(yè)集群。 （經(jīng)濟(jì)日報記者 賴奇春）
