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)域清潔低碳氫應用實(shí)施方案》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《方案》)，提出以拓展清潔低碳氫在工業(yè)領(lǐng)域應用場(chǎng)景為著(zhù)力點(diǎn)，加快技術(shù)裝備產(chǎn)品升級，打造產(chǎn)業(yè)轉型升級新增長(cháng)點(diǎn)。
氫能具備清潔環(huán)保、能量密度高、來(lái)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)域清潔低碳氫應用，是促進(jìn)工業(yè)節能降碳、推進(jìn)新型工業(yè)化的重要路徑。專(zhuān)家表示，推進(jìn)清潔低碳氫在工業(yè)領(lǐng)域實(shí)現示范應用，將做大做強綠色低碳產(chǎn)業(yè)，有力支撐工業(yè)綠色低碳轉型，構建綠色增長(cháng)新引擎。
支撐工業(yè)低碳轉型
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(lái)，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(lái)源之一，是《方案》的一大亮點(diǎn)。”國家電投集團科學(xué)技術(shù)研究院戰略研究總監劉偉告訴記者，《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(guò)變壓吸附等技術(shù)將其中的氫氣分離提純的制氫方式?？稍偕茉粗茪鋭t指的是通過(guò)太陽(yáng)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(lái)，我國氫氣生產(chǎn)平穩增長(cháng)，可再生能源制氫潛力巨大。2023年，我國氫氣產(chǎn)量超3500萬(wàn)噸，占全球產(chǎn)量的三分之一左右。我國可再生能源裝機規模居全球第一位，據測算，截至2024年6月，我國可再生能源制氫產(chǎn)能突破10萬(wàn)噸/年，規劃及在建產(chǎn)能約800萬(wàn)噸/年。
專(zhuān)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(wàn)噸、376萬(wàn)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(wàn)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、輕工等總量規模大的眾多行業(yè)關(guān)聯(lián)度高，帶動(dòng)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(jìn)會(huì )氫能分會(huì )副會(huì )長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)張宇說(shuō)。
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(shí)現碳達峰碳中和目標的支撐作用，有效促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )綠色轉型，并帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng )新升級。
拓展工業(yè)用氫場(chǎng)景
突出應用場(chǎng)景驅動(dòng)，對典型應用場(chǎng)景建設作出系統安排，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，提出清潔低碳氫七大應用場(chǎng)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(lái)源等方向，明確了30項具體任務(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(zhù)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，一批重大項目投產(chǎn)運行，工業(yè)領(lǐng)域規?；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(chē)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(wàn)噸級氫基豎爐冶金項目、新疆庫車(chē)萬(wàn)噸級綠氫煉化項目等陸續運行。
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(xiàn)在廣東佛山正式投產(chǎn)，通過(guò)改造原有的輥道窯爐，用氨氫燃燒取代天然氣燃燒，傳統工業(yè)窯爐成為低碳窯爐。據測算，這項技術(shù)如果逐步應用于佛山160條陶瓷板(磚)生產(chǎn)線(xiàn)，將直接減少二氧化碳排放66.5萬(wàn)噸/年。
在實(shí)現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(chǎng)景不斷豐富，發(fā)揮著(zhù)越來(lái)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、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(dòng)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(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )黨委常委、副會(huì )長(cháng)孫偉善表示。
秦海林認為，工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用場(chǎng)景建設和市場(chǎng)培育將加快推進(jìn)，成為氫能規?；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(dòng)能。
多方合力突破瓶頸
氫能是面向未來(lái)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(dòng)工業(yè)領(lǐng)域清潔低碳氫應用仍面臨許多挑戰，需政府、企業(yè)、科研機構等多方共同努力。
推進(jìn)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，大規模長(cháng)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(shí)刻，未來(lái)的重點(diǎn)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(chǎng)景中。要加強技術(shù)研發(fā)和政策支持，進(jìn)一步推動(dòng)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(gè)主要成本來(lái)源，積極推動(dòng)各地探索適宜的電價(jià)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、穩步構建儲運體系、統籌規劃加氫網(wǎng)絡(luò )，加快構建安全、穩定、高效的氫能供應網(wǎng)絡(luò )。
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(zhuān)家建議，要充分發(fā)揮各類(lèi)創(chuàng )新主體、載體作用，系統推進(jìn)關(guān)鍵產(chǎn)品技術(shù)攻關(guān)、中試轉化、工程化應用，著(zhù)力提升檢驗檢測、產(chǎn)業(yè)信息、創(chuàng )新成果轉化等公共服務(wù)能力。
同時(shí)，著(zhù)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(dòng)清潔低碳氫規?；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(jìn)展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業(yè)實(shí)現規?；瘧?，在工業(yè)綠色微電網(wǎng)、船舶、航空、軌道交通等領(lǐng)域實(shí)現示范應用，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)園區開(kāi)展氫能供給消納相結合的一體化應用，著(zhù)力提升高效制氫電解槽等重點(diǎn)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)規范條件，支持有條件的地區打造氫能產(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。(記者賴(lài)奇春)
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