氫作為一種清潔高效的能源,正逐漸成為推動全球經濟綠色轉型的關鍵力量。我國作為全球最大的氫氣產銷國,在新能源大發(fā)展的背景下,正在積極探索氫能產業(yè)的高質量發(fā)展路徑。
在近日由中國石化、中國國際工程咨詢有限公司聯(lián)合主辦的第二屆石化產業(yè)高質量發(fā)展論壇上,中國工程院院士及來自中國石化、中咨公司、中國海油、巴斯夫、標準普爾等企業(yè)的專家學者,聚焦石化產業(yè)發(fā)展新質生產力、走好新型工業(yè)化道路等話題展開研討。
全球氫能產業(yè)發(fā)展情況
中國國際工程咨詢有限公司氫能產業(yè)發(fā)展咨詢中心油氣處處長張繼龍介紹了近年來全球氫能產業(yè)發(fā)展情況。
氫能政策不斷細化完善。第一,國家級氫能規(guī)劃繼續(xù)增多。2023年新增14個國家推出國家級氫能戰(zhàn)略,美國、日本、德國更新氫能戰(zhàn)略,南美、中東等確定氫能出口發(fā)展目標;歐洲提出多領域綠氫替代目標,例如,航空燃料1.2%來自綠氫合成,以及在2030年實現(xiàn)工業(yè)用氫的42%來自綠氫。第二,氫能補貼體系向上游供應鏈傾斜。例如,美國《通脹削減法案》清潔氫稅收抵免方案、韓國“清潔氫認證+稅收抵免”補貼方案。第三,氫能各領域標準體系逐漸形成。歐盟《可再生能源指令》(REDⅢ)提出提高可再生能源發(fā)展目標,對以綠氫為主的非生物質可再生燃料的應用目標進行了詳細規(guī)定,并要求建立相關指標和認證體系,以確保正確計算和確認可再生能源的使用量及獲取可再生能源的真實性和可追溯性。國際綠氫組織發(fā)布綠氫標準《GHS 2.0》,新增綠色甲醇及綠氨的相關標準。第四,航運減碳政策帶動氫基能源明確需求。國際海事組織升級航運業(yè)減碳目標,歐盟開始對其境內停泊的船舶征收碳稅。
綠氫產能總規(guī)模迅速擴大,單體規(guī)模達到萬噸級。2023年,全球電解水制氫新建產能7.3萬噸/年,比上年增長204%,預計2024~2025年將繼續(xù)迅速增長。其中,海外大型綠氫項目儲備約50個,全球對綠氫生產補貼資金逐漸到位,航運、化工等對零碳燃料和原料的需求增長。2023年全球電解水制氫項目向萬噸級發(fā)展,建成項目中千噸級以上氫氣產能項目數(shù)量占29%,全球首個萬噸級綠氫項目建成。
加氫站規(guī)模持續(xù)擴大,但各國差異較大。從數(shù)量看,近5年加氫站建設持續(xù)增加,年均增速達27%;2023年全球加氫站建設速度稍有放緩,比上年增長12%。從分布看,我國加氫站建設數(shù)量最多(428座)、增速最快;日本和歐盟起步最早,但增速稍緩;韓國增速較快,但2023年明顯放緩;美國加氫站發(fā)展處于較低水平。
燃料電池汽車銷量穩(wěn)步增長,但分化嚴重。從規(guī)???,近5年燃料電池汽車穩(wěn)步增長,年均增量超過1.7萬輛,2023年節(jié)奏稍有放緩(1.46萬輛),比上年下降21%。從分布看,韓國燃料電池汽車銷量遙遙領先,近4年累計銷量3.4萬臺;我國燃料電池汽車銷量增長顯著,2023年全球銷量第一(5805臺);韓國、美國分別是2023年銷量第二、第三大市場。
綠氫轉化應用成為重要發(fā)展趨勢。2023年氫基燃料船舶開始進入應用階段,甲醇船舶成為國際航運領域主流替代燃料船舶路線之一,全球下單甲醇燃料船130艘。燃料船新增訂單中,甲醇船舶約占13%;在替代燃料船型的新增訂單中,甲醇船舶約占28%。此外,國際氨燃料船舶開始進入訂造階段。
政策推動我國氫能產業(yè)發(fā)展
在新能源發(fā)展、成本降低推動下,我國氫能產業(yè)探索擺脫傳統(tǒng)發(fā)展路徑,邁向綠色化、低碳化、多元化、高端化新階段。“‘十四五’以來,國家陸續(xù)發(fā)布一系列重大政策舉措,明確了氫能在我國能源轉型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和重大舉措,描繪了氫能發(fā)展的藍圖?!敝袊洕夹g研究院產業(yè)發(fā)展研究所副所長曹勇說。
2022年,國家首次發(fā)布的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,明確了氫能在新型能源體系中的戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標和重大舉措?!吨袊鴼淠墚a業(yè)展望報告》認為,長期看,氫能是需求側終端推動工業(yè)、交通、建筑、電力等難脫碳領域實現(xiàn)減碳目標的關鍵,2060年有望貢獻10億噸級碳減排解決方案。從目前到2045年,以灰氫減退、源頭降碳為主,可實現(xiàn)二氧化碳減排5億噸;到2060年,以綠氫替代、終端降碳為主,可再實現(xiàn)二氧化碳減排6億噸。屆時,氫能產業(yè)對我國“雙碳”目標貢獻度可達10%。2024年7月,《中共中央國務院關于加快經濟社會發(fā)展全面綠色轉型的意見》指出,要推進氫能“制能輸用”全鏈條發(fā)展;推進交通運輸綠色轉型;完善加氫(醇)站等基礎設施網絡綠色轉型政策體系,建立健全氫能“制能輸用”標準。
同時,各地方政府持續(xù)探索推動氫能“制儲運加”的創(chuàng)新政策。
張繼龍介紹,在優(yōu)化綠氫生產和使用的政策方面,河北提出“綠氫生產不需取得危險化學品安全生產許可”,廣東等地提出“探索/允許在非化工園區(qū)建設制氫加氫一體站”,促進氫能與石化產業(yè)協(xié)同發(fā)展。在明確加氫站等的管理流程及辦法方面,張家口市規(guī)定“允許加氫站以租賃土地辦理審批手續(xù)”,浙江等地明確加氫站的主管部門。在展開地方性多途徑綠氫生產補貼示范方面,內蒙古等地按實際售氫量進行退坡補貼,廣東對電解水制氫加氫一體站進行電費減免補貼。此外,山東、吉林等地減免了氫能車高速通行費。
我國氫能產業(yè)發(fā)展正邁向轉型階段
我國氫能發(fā)展歷經起步期和發(fā)展期,產業(yè)規(guī)模實現(xiàn)了飛躍發(fā)展,正在邁向轉型階段。自2020年提出“雙碳”目標后,我國氫能產業(yè)既面臨制氫端化石能源用能占比高、碳排放規(guī)模大的瓶頸,也存在終端用能低碳化發(fā)展空間廣闊的機遇。“在新能源大發(fā)展、成本快速降低推動下,我國氫能產業(yè)已處于轉型的十字路口,正在探索擺脫傳統(tǒng)發(fā)展路徑。”曹勇說。
中國石化經濟技術研究院黨委書記、副院長羅大清介紹,2023年,我國氫氣產量約為3545萬噸,是全球最大的氫氣產銷國,以化石原料制氫、工業(yè)副產氫為主,可再生能源制氫穩(wěn)步推進,產能超過7萬噸/年。氫主要用于合成氨(33%)、甲醇(27%)和石油化工(25%)領域,交通領域需求占比不足0.1%。
據(jù)預測,我國氫能消費規(guī)模將從當前的3545萬噸增至2060年的8600萬噸,甚至有望達到1億噸以上。
新能源進入高占比發(fā)展階段,綠氫將成為破解消納難題的關鍵路徑。2023年,我國風光發(fā)電占全國總發(fā)電量的比重突破15%,正式進入了新能源消納的第三階段(風光發(fā)電占比15%~25%)。預計到2030年,風光發(fā)電占總發(fā)電量的比重將超過25%,電力系統(tǒng)靈活性資源需求大增,需要增加調頻電站、引入需求側管理和長時儲能,才能化解消納難題。在碳達峰碳中和進程中,氫能將為我國破解新能源消納問題提供關鍵解決方案,并成為能源轉型路徑中不可或缺的重要一環(huán)。
氫能應用呈現(xiàn)多元化趨勢。工業(yè)部門用氫目前以原料為主,未來將向燃料拓展,規(guī)模將從2020年的3000萬噸/年增至2060年的4500萬噸/年。其中,化工用氫規(guī)?;痉€(wěn)定、煉油用氫規(guī)模逐步減少,鋼鐵行業(yè)用氫規(guī)模擴大,成為工業(yè)用氫新興領域?!皻湟苯稹北讳撹F行業(yè)視為替代“碳冶金”實現(xiàn)碳中和目標的關鍵技術之一。預計到2060年,氫冶金工藝占比25%,氫需求有望突破1400萬噸,屆時將僅次于化工行業(yè)用氫。
未來交通領域用氫將呈現(xiàn)陸運為先、水空運跟進的發(fā)展特點,預計2060年交通用氫需求有望超過2800萬噸。公路交通領域是用氫的主陣地,氫能交通將與純電交通實現(xiàn)多能互補發(fā)展。航運交通用氫主力將是氨和甲醇等低碳氫基燃料。航空領域氫基燃料替代將占據(jù)一定地位,重點是以新型燃料電池動力系統(tǒng)為主的小型飛機及無人機領域,以及生物質與綠氫耦合的可持續(xù)航空燃料。軌道交通用氫主要面向難電氣化領域,體現(xiàn)在旅游景點氫能觀光列車、城市氫能軌道交通等。
在電力部門構建可再生能源發(fā)電與制氫“電氫耦合”體系,實現(xiàn)多能源跨地域和跨季節(jié)優(yōu)化配置。重點發(fā)揮氫能大規(guī)模、長周期儲能優(yōu)勢,通過在電源側、用戶側、電網側適時建立氫儲能電站,參與調峰調頻、季節(jié)性調峰,作為重點行業(yè)長周期備用應急電源與其他儲能形式互補發(fā)展,共同提高電力系統(tǒng)靈活性、穩(wěn)定性、安全性和可靠性。同時,通過摻氫(摻氨)技術和設備改造,推動現(xiàn)有煤電和氣電機組減碳轉型。
“十五五”我國氫能產業(yè)發(fā)展前景
氫能將成為我國終端用能部門實現(xiàn)深度脫碳的關鍵選擇。曹勇說:“‘十五五’期間,我國新能源將快速發(fā)展,2030年有望超越石油成為第二大能源品種?!?/span>
綠氫在消納新能源和可再生能源方面的潛力巨大。“十五五”我國風光發(fā)電裝機預計年均增長2億千瓦,年均發(fā)電增量將從“十三五”的約1100億千瓦時增至2200億千瓦時,其中近一半來自集中式電站項目。同時,由于西部用電需求不足和電力外送通道能力限制,“三北”地區(qū)亟須提升當?shù)叵{能力。通過“西電西用”形成有效需求,綠電制氫可以為綠電大規(guī)模消納提供重要途徑,也有利于加快形成供需有效銜接的新型產業(yè)體系。
2030年,我國氫氣消費量將從2020年的3170萬噸增至3900萬噸,灰氫消費將在“十五五”期間達峰下行。中長期看,低碳氫將是工業(yè)、交通、建筑、電力等難脫碳領域實現(xiàn)減碳目標的關鍵,推動氫能應用的多元化。在氫能消費中,2030年工業(yè)領域應用占比將由2020年95%降至93%,交通領域增至2%,其他5%來自電力、建筑等領域。
在工業(yè)領域,用氫規(guī)模穩(wěn)步擴大,長期保持氫能應用主體地位。工業(yè)領域用氫以原料為主,未來將向燃料拓展,規(guī)模將從2020年的3000萬噸/年增至2030年的3600萬噸/年。其中,化工用氫規(guī)模基本穩(wěn)定,綠色氨醇是重要轉型方向,煉油用氫將在達峰后略有降低,綠氫煉化規(guī)模擴大,鋼鐵用氫規(guī)模保持增長?!笆逦濉逼陂g,氫能占工業(yè)用能比重基本穩(wěn)定在5%左右。
在交通領域,需求快速增長,未來將成為僅次于工業(yè)的第二大應用領域。氫能交通逐步進入成長期,預計到2030年,氫能在交通領域的消費規(guī)模為75萬噸/年(以間接用氫為主),較2020年增長1.5倍,燃料電池汽車保有量超過10萬輛。交通直接用氫規(guī)模將超過10萬噸/年;氫能占交通用能比重從2020年的0.1%增至0.5%,2035年達到1%。
在建筑領域,“十五五”期間將拓展應用場景,發(fā)展摻氫和氫熱電聯(lián)供。建筑用氫需求來自居民和商業(yè)設施的綜合能源服務。2030年前,除了部分人工煤氣用氫,該領域直接用氫以試點示范為主,“氫進萬家”正逐步從理想成為現(xiàn)實。預計“十五五”末,氫能消費規(guī)模超過70萬噸/年,占建筑領域用能總量的比重為0.4%,綠氫在該領域的應用仍處于產業(yè)培育期。
在電力領域,建立電氫耦合體系,提供靈活性和安全性保障。電氫耦合轉換將長期助力電力系統(tǒng)的靈活性、穩(wěn)定性和安全性。在碳達峰階段,預計發(fā)電用氫以焦爐煤氣發(fā)電為主(副產氫發(fā)電),用氫保持在100萬噸/年規(guī)模;《煤電低碳化改造建設行動方案(2024—2027年)》等電力減碳新政的實施,將打開低碳氫能發(fā)電的新空間。預計到2030年,全國發(fā)電用低碳氫規(guī)模約為10萬噸/年,主要以摻氨發(fā)電、摻氫發(fā)電和氫燃料電池熱電聯(lián)產方式應用。
在供給方面,2020年我國專門制氫用能幾乎全部來自化石能源,隨著可再生能源制氫快速發(fā)展,到2030年,非化石能源占制氫用能結構的比重將超過15%,其中風光發(fā)電占比12%以上?;鶞是榫跋拢笆逦濉蹦┪覈G電制氫用電量超過1400億千瓦時,綠氫年產量超240萬噸。2035年以后,制氫環(huán)節(jié)用能非化石能源占比將快速超越化石能源。
制氫用能占一次能源消費比重持續(xù)提升,隨著氫氣生產規(guī)模的擴大,預計到2030年制氫用能占比3.4%,到2035年達到5%。在綠電制氫帶動下,電解水制氫用電占全國總用電比重也將持續(xù)攀升,從2020年的不到0.1%增至2030年的1%以上,2035年后將逾5%。
當前,綠氫制氫成本在18~45元/千克,高于灰氫(10~19元/千克),與藍氫接近,在滿足工業(yè)大規(guī)模需求方面仍有差距。目前,綠氫成本較低的地區(qū)主要分布在西部風光資源條件優(yōu)越的地區(qū),通常遠離中東部氫氣消費核心地區(qū),因此區(qū)域有錯位、產業(yè)難配套、儲運成本高成為綠氫推廣應用的瓶頸?!笆逦濉奔仁菤淠荜P鍵技術的攻關期,也是氫能新興應用的示范期,更是氫能解答“雙碳”問題的答題期。
低碳氫將在2040年前形成競爭力,科技進步和規(guī)模效應加快降本步伐。在工業(yè)領域,綠氫和藍氫將分別在2035年和2040年對灰氫形成競爭力,電氫耦合、碳氫協(xié)同和氫能儲運等領域的科技進步和綠氫規(guī)模化生產應用,將持續(xù)促進綠氫生產降本增效和發(fā)展壯大;在非工業(yè)領域,預計2040年,資源條件優(yōu)越地區(qū)的終端供氫成本有望降為22~25元/千克,進入多場景應用的經濟性區(qū)間。
推動氫能產業(yè)高質量發(fā)展的建議
首先,加強氫能產業(yè)頂層設計,制定中長期行動方案。加快構建我國氫能產業(yè)政策體系,完善相關法律法規(guī),在已發(fā)布規(guī)劃基礎上,進一步明確氫能中長期發(fā)展目標,特別是碳達峰末期和碳中和初期的綠氫發(fā)展目標,研究面向2060年的時間表、路線圖;深化低碳省市和園區(qū)的碳達峰碳中和試點工作,推進基于綠氫解決方案的近零碳排放應用示范工程、碳達峰試點園區(qū)、碳中和先行示范區(qū)建設;建立完善基于綠氫及其衍生品的溫室氣體自愿減排交易機制,加快實現(xiàn)生態(tài)價值和環(huán)境價值。
其次,加強科技創(chuàng)新,圍繞“補鏈強鏈”開展產業(yè)合作,聯(lián)合突破綠色低碳轉型發(fā)展瓶頸。加快構建以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研用深度融合的氫能低碳科技創(chuàng)新體系,特別是綠色氫能制儲運用創(chuàng)新聯(lián)合體,貫穿創(chuàng)新鏈、產業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈;建立完善鼓勵氫能技術裝備自主創(chuàng)新、保護知識產權的激勵機制,推動產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新和融合發(fā)展,提高關鍵領域技術裝備國產化率和自主創(chuàng)新能力,加強氫能國際合作,促進低碳技術的科技進步,推動氫能在更大范圍推廣應用。
再次,瞄準產業(yè)短板出臺扶持性政策,在財稅和金融領域為企業(yè)提供更多政策支持。完善碳減排支持工具等結構性貨幣政策工具,盡快推出國家低碳轉型基金;積極發(fā)展氣候投融資工具,啟動氣候投融資地方試點,為重點行業(yè)綠氫應用和低碳轉型項目融資提供更多市場化工具,降低融資成本;國家專項計劃納入更多難脫碳領域的氫能技術裝備重大攻關項目。加大對煉油、化工、冶金等重點行業(yè)實施綠氫重大示范工程的資金支持力度。
最后,建立完善推動氫能產業(yè)低碳轉型的制度體系,引導綠氫生產消費規(guī)?;l(fā)展。建立完善重點行業(yè)氫能生產環(huán)節(jié)的碳排放核查體系,通過“碳排放雙控”政策和碳交易市場機制,有序推動重點行業(yè)制氫低碳化進程,加快綠氫規(guī)?;a;合理修訂氫能應用重點領域的碳排放強度標準,包括重點指標考核辦法,引導用戶選擇低碳足跡能源產品和服務,促進綠色氫氨醇等燃料或原料消費,加快形成氫能多元化應用場景;加強出口產品碳足跡管理,減少低附加值的高碳足跡產品出口,推動重點出口企業(yè)提高綠電綠氫應用比例,積極應對歐盟碳關稅。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會
江蘇省發(fā)展和改革委員會 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計局
北京市化學工業(yè)協(xié)會 天津市石油和化工協(xié)會 遼寧省石油和化學工業(yè)協(xié)會 內蒙古石油和化學工業(yè)協(xié)會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業(yè)協(xié)會 山西省化學工業(yè)協(xié)會 吉林省能源協(xié)會 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會 浙江省石油和化學工業(yè)行業(yè)協(xié)會 安徽省石油和化學工業(yè)協(xié)會 福建省石油和化學工業(yè)協(xié)會 江西省石油和化學工業(yè)協(xié)會 河南省石油和化學工業(yè)協(xié)會 湖北省石化行業(yè)協(xié)會 湖南省石油化學工業(yè)協(xié)會 廣東省石油和化學工業(yè)協(xié)會 海南省石油和化學工業(yè)行業(yè)協(xié)會 四川省化工行業(yè)協(xié)會 貴州省化學工業(yè)協(xié)會 云南省化工行業(yè)協(xié)會 陜西省經濟聯(lián)合會 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會 青海省化工協(xié)會
電話:協(xié)會:025-8799064 學會:025-86799482
會員服務部:025-86918841
信息部:025-86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網安備 32010502010057號
備案號:蘇ICP備2026013520號-2 “堅決打贏禁毒人民戰(zhàn)爭”專欄—法律法規(guī)
電話:025-8799064
會員服務部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網安備32010502011424號
電話:025-86799482
會員服務部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
蘇公網安備32010502011422號