“绿氢”发展助力工业低碳转型 工业用氢发展成为减碳攻关主力军

大气网讯:双碳战略意义重大，能源利用转型顺应时代发展趋势。2021年，碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告，也已经列入我国“十四五”规划中，成为我国污染防治攻坚战的主攻目标。国际油气企业纷纷开展转型道路，我国中石化也将发展氢能源作为发展目标。根据壳牌“天空1.5”情景预测，全球经济在稳步复苏的同时将快速围绕《巴黎协定》目标开展更快更大范围的减排行动。全球用能系统将朝着深度电气化方向转变，可再生能源与核能将显著增长。全球煤炭消费已经在2014年达到峰值，预计石油和天然气分别在2026-2028年和2035-2040年达到峰值，生物燃料与氢气料将逐渐取代传统的液体与气体燃料，碳氢燃料的利用方式要从高碳燃料向低碳燃料转变，这一转变方式本质是燃料的加氢减碳过程。

国际油气企业转型方向

资料来源：CNKI

氢能是联系各种能源的纽带与媒介。氢是二次能源，由一次能源（化石能源、可再生能源等）再加工得来，是联系一次能源和能源用户的中间纽带。当今电能就是应用最广的“二次能源”，但由于长期大量的直接贮存成本极高，因此亟需不依赖化石燃料的、绿色、可再生、易储存运输且可与电互换互补的新的二次能源。氢能来源广泛，化石能源、风、光、水等可再生能源均可制备，具有燃烧热值高，清洁无污染，可储运，利用形式多样等优点。

氢能与各种能源之间的关系

资料来源：CNKI

氢能需求量不断增加，可再生能源制氢规模占比提升。根据中国氢能联盟的数据，当前我国氢气产能约每年4100万吨，产量约3342万吨，是世界第一产氢国。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书2020》预测，在2030年碳达峰情景下，我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%，在30.60年碳中和情景下，氢气的年需求量将达到1.3亿吨，其中可再生能源制氢规模有望达到1亿吨。2019年我国氢气生产中近乎98%为化石能源制氢以及工业副产氢，碳排放较高。据中国氢能联盟预测，可再生能源电解制氢占我国氢能供给结构将不断提升，2050年占比为70%，成为我国未来氢能供给的主力军。

2019年中国氢气生产结构

资料来源：中国氢能联盟

2020-2050中国氢能供给结构预测

资料来源：中国氢能联盟

“绿氢”发展助力工业低碳转型，工业用氢发展成为减碳攻关主力军。化工、石油炼制、冶金是最主要的应用领域。化工中合成氨用氢占比最高，其次是生产甲醇；石油炼制中，氢气用于除去原油中杂质；钢铁生产中，氢气可以替代焦炭作为还原剂对铁矿石进行还原。我国工业用氢主要来源是使用化石能源制备的灰氢，会产生一定碳排放，而“绿氢”生产过程中碳排放很低，包括可再生能源电解水制氢、碳捕捉以及碳封存模式耦合的氢能生产。传统的高炉炼铁所需还原剂为焦炭，产生大量二氧化碳，氢能炼钢则不产生二氧化碳，实现低碳或零碳炼钢。据CEADs数据，2018年我国钢铁行业碳排放量为17.7亿吨，在全行业碳排放量中占比为18.3%。在减碳战略背景下，氢能炼钢将有替代传统炼钢工艺的潜力。2019年河钢集团与意大利特诺恩集团共同建设120万吨氢冶金示范性工程项目，2020年5月中国钢研与日钢集团签署《年产50万吨氢冶金及高端钢材制造项目合作协议》，从长远来看，伴随氢能成本持续下降以及技术的突破，使用可再生能源制取的绿氢占比提升，氢能冶金有望在未来贡献较大的氢能消费量，成为减碳攻关的中流砥柱。

原标题:“绿氢”发展助力工业低碳转型，工业用氢发展成为减碳攻关主力军