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)布實施《加快工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用實施方案》（以下簡稱《方案》），提出以拓展清潔低碳氫在工業(yè)領(lǐng)域應用場景為著力點，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。
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)域清潔低碳氫應用，是促進工業(yè)節(jié)能降碳、推進新型工業(yè)化的重要路徑。專家表示，推進清潔低碳氫在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應用，將做大做強綠色低碳產(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)國和消費國，工業(yè)領(lǐng)域是清潔低碳氫最大的用武之地。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、運輸、應用全鏈條。
“將工業(yè)副產(chǎn)氫作為氫能來源之一，是《方案》的一大亮點。”國家電投集團科學技術(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氫應用，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、焦爐煤氣等工業(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、風力等可再生能源發(fā)電進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)。“當前，我國80%以上氫消費量用于化工行業(yè)，推廣應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（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。
專家預測，到2030年，清潔低碳氫將成為鋼鐵、化工等行業(yè)重要零碳原料，年消費量分別達到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，在終端能源消費中占比約為20%，其中工業(yè)領(lǐng)域用氫需求7794萬噸，占氫總需求量的60%。
“氫能與鋼鐵、石化、化工、建材、機械、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，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)域的清潔低碳應用，能夠發(fā)揮對實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的支撐作用，有效促進經(jīng)濟社會綠色轉(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
突出應用場景驅(qū)動，對典型應用場景建設作出系統(tǒng)安排，是《方案》的另一特點。“《方案》聚焦冶金、化工、交通等重點行業(yè)領(lǐng)域，提出清潔低碳氫七大應用場景，并從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化示范、模式探索、清潔低碳氫源、其他關(guān)鍵原料來源等方向，明確了30項具體任務。”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)難題上取得積極進展，一批重大項目投產(chǎn)運行，工業(yè)領(lǐng)域規(guī)�；瘧们鍧嵉吞細淇尚行缘玫讲粩囹炞C。
在氫能應用方面，我國以氫燃料電池汽車示范應用為先導，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目、新疆庫車萬噸級綠氫煉化項目等陸續(xù)運行。
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，這項技術(shù)如果逐步應用于佛山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。
在實現(xiàn)碳達峰碳中和目標背景下，清潔低碳氫作為優(yōu)質(zhì)二次能源，在工業(yè)領(lǐng)域應用不斷拓展，場景不斷豐富，發(fā)揮著越來越重要的作用。
“《方案》從清潔低碳氫替代、氫碳耦合、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、項目建設要求等多方面，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作用。”中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會黨委常委、副會長孫偉善表示。
秦海林認為，工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用場景建設和市場培育將加快推進，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)域清潔低碳氫應用仍面臨許多挑戰(zhàn)，需政府、企業(yè)、科研機構(gòu)等多方共同努力。
推進工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用，首要在于降本增效。目前，氫能生產(chǎn)成本較高，大規(guī)模長距離儲運困難，成為工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用的制約因素。
“我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)到了關(guān)鍵時刻，未來的重點在于降低氫能生產(chǎn)和運輸成本，并將其廣泛應用于多元化的能源示范工程場景中。要加強技術(shù)研發(fā)和政策支持，進一步推動氫能產(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。
“缺乏配套的基礎設施，是制約工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用的因素之一。”劉偉表示，需統(tǒng)籌資金、項目、政策等，加大基礎設施保障支持，合理布局制氫設施、穩(wěn)步構(gòu)建儲運體系、統(tǒng)籌規(guī)劃加氫網(wǎng)絡，加快構(gòu)建安全、穩(wěn)定、高效的氫能供應網(wǎng)絡。
工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用還面臨技術(shù)成熟度低、標準缺乏等難題。專家建議，要充分發(fā)揮各類創(chuàng)新主體、載體作用，系統(tǒng)推進關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)、中試轉(zhuǎn)化、工程化應用，著力提升檢驗檢測、產(chǎn)業(yè)信息、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化等公共服務能力。
同時，著眼于清潔低碳氫認定、碳足跡等關(guān)鍵標準制定，加快完善氫冶金、綠色甲醇、綠色合成氨等氫能應用關(guān)鍵技術(shù)和設備設施標準體系，為氫能工程建設和生產(chǎn)運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，加快推動清潔低碳氫規(guī)�；瘧�。
《方案》明確，到2027年，工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術(shù)推廣將取得積極進展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業(yè)實現(xiàn)規(guī)�；瘧�，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)示范應用，形成一批氫能交通、發(fā)電、儲能商業(yè)化應用模式。
工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司有關(guān)負責人表示，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)合的一體化應用，著力提升高效制氫電解槽等重點產(chǎn)品性能指標和批量化生產(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)先進制造業(yè)集群和中小企業(yè)特色產(chǎn)業(yè)集群。 （經(jīng)濟日報記者 賴奇春）
