除煤制氫以外,工業(yè)副產(chǎn)氫一直是我國最主要的氫氣來源之一。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,工業(yè)副產(chǎn)氫越來越在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期和中期的氫源供給中被寄予厚望。業(yè)界認為,目前氫能發(fā)展尚處于初期,可優(yōu)先利用低成本、產(chǎn)量大的工業(yè)副產(chǎn)氫作為氫源,在“前綠氫時代”,推動氫能產(chǎn)業(yè)的快速規(guī)模化應(yīng)用。
近日,湖南省發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布《湖南省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出2022-2025年為湖南省氫能產(chǎn)業(yè)培育期,在此期間,實現(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)氫利用率明顯提升,可再生能源制氫發(fā)展突破,形成氫源和燃料電池整車雙輪驅(qū)動發(fā)展格局,氫能全產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模。
除煤制氫以外,工業(yè)副產(chǎn)氫一直是我國最主要的氫氣來源之一。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,工業(yè)副產(chǎn)氫越來越在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期和中期的氫源供給中被寄予厚望。業(yè)界認為,目前氫能發(fā)展尚處于初期,可優(yōu)先利用低成本、產(chǎn)量大的工業(yè)副產(chǎn)氫作為氫源,在“前綠氫時代”,推動氫能產(chǎn)業(yè)的快速規(guī)?;瘧?yīng)用。
多地開始重視布局
國家發(fā)改委、國家能源局今年3月聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到2025年,初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應(yīng)體系;到2030年,形成較為完備的清潔能源制氫及供應(yīng)體系,可再生能源制氫廣泛應(yīng)用;到2035年,形成氫能產(chǎn)業(yè)體系,可再生能源制氫在終端能源消費中的比重明顯提升。
據(jù)中國氫能聯(lián)盟測算,預(yù)計到2030年,我國氫氣年需求量將達3715萬噸,在終端能源消費中的占比約為5%,到2050年,氫氣年需求量將接近6000萬噸,氫能在終端能源體系中占比超過10%。
多位業(yè)內(nèi)人士認為,碳達峰碳中和目標下,綠氫將是氫能產(chǎn)業(yè)未來重要的發(fā)展方向,但當前,由于可再生能源資源稟賦與終端用能需求空間分布不匹配,能源用氫政策不能“一刀切”。我國是全球最大的工業(yè)副產(chǎn)氫國家,因此工業(yè)副產(chǎn)氫在氫氣供應(yīng)方面有著得天獨厚的優(yōu)勢。同時,與可再生能源電解水產(chǎn)業(yè)資源豐富的西北地區(qū)相比,工業(yè)副產(chǎn)氫可覆蓋京津冀、長三角和廣東地區(qū),與氫能應(yīng)用先發(fā)地區(qū)匹配。
基于此,多地開始重視工業(yè)副產(chǎn)氫的布局。據(jù)不完全統(tǒng)計,截至目前,已有近40個?。▍^(qū)、市)發(fā)布了涉及氫能的規(guī)劃和政策,其中,上海、山東、山西、內(nèi)蒙古等地都提出要發(fā)揮本地的“工業(yè)副產(chǎn)氫資源優(yōu)勢”。例如,《上海市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2022—2035年)》提出,將工業(yè)副產(chǎn)氫列為該市即將啟動的氫能供應(yīng)保障工程的首位?!笆奈濉逼陂g,上海將重點推進低碳、安全的工業(yè)副產(chǎn)氫源保障項目建設(shè),保障燃料電池汽車規(guī)模化推廣的用氫需求。
綠氫替代前最具經(jīng)濟性
《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出,我國的焦爐煤氣、氯堿化工、合成氨及合成甲醇、丙烷脫氫等工業(yè)每年能夠提供百萬噸級的氫氣供應(yīng),可在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期提供低成本、分布式氫源。
北京佳安氫源科技股份有限公司總經(jīng)理江風表示,提純利用工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的氫氣既能提高資源利用率和經(jīng)濟效益,又能降低污染、改善環(huán)境?!暗统杀練湓催€將縮短基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目投資回收期,讓更多企業(yè)愿意參與建設(shè),促進產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,同時還能減少混有氫氣的廢氣燃燒,降低碳排放,減少燃燒后處理尾氣的環(huán)保投入,極大提高環(huán)保效益?!?/p>
中國國際工程咨詢有限公司高級工程師張建紅指出,隨著未來碳交易機制的進一步成熟,煤制氫成本將因其產(chǎn)生的大量碳排放而有所上升。而電解水制氫由于電力價格、設(shè)備技術(shù)等因素,成本仍然較高。因此,與煤制氫、天然氣制氫、電解水制氫相比,工業(yè)副產(chǎn)氫的綜合成本優(yōu)勢更加明顯。
值得關(guān)注的是,工業(yè)副產(chǎn)氫還具備較大的減碳潛力。張建紅指出,以氫能重卡為例,49噸柴油重卡百公里油耗在32升左右,其百公里碳足跡為105公斤。而對于49噸氫能重卡,如果采用工業(yè)副產(chǎn)氫,百公里碳足跡可降至82.639公斤,單位車程碳足跡下降近21%。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》,49噸氫能重卡的百公里氫耗將從目前的10公斤降至2030年的7.5公斤。隨著氫能重卡氫耗量的降低,其碳排放量也將進一步減少。
“在氫冶金方面,根據(jù)測算,制備相近品質(zhì)的鐵水,即使采用焦化副產(chǎn)氫,理論上仍可降低高爐工序近20%的碳排放量?!睆埥t表示。
還需穩(wěn)慎發(fā)展
“需要注意的是,工業(yè)副產(chǎn)氫并不能完全解決氫能的高成本問題,‘雙碳’目標下,工業(yè)副產(chǎn)氫的綠色程度也遠遠不夠?!睂Υ?,張建紅建議,應(yīng)穩(wěn)慎發(fā)展工業(yè)副產(chǎn)氫。
“短期來看,工業(yè)副產(chǎn)氫是未來20年過渡階段的最佳選擇之一。近期,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的地方應(yīng)充分利用工業(yè)副產(chǎn)氫快速壯大市場規(guī)模?!睆埥t表示,在“前綠氫時代”,發(fā)展工業(yè)副產(chǎn)氫將成為培育氫能終端市場的重要手段。通過提升工業(yè)副產(chǎn)氫在能源領(lǐng)域的應(yīng)用比例,可顯著提升經(jīng)濟價值。同時,逐步對化工、鋼鐵等行業(yè)進行改造,有助于傳統(tǒng)高碳行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,實現(xiàn)大規(guī)模降碳。
從市場發(fā)展的角度看,工業(yè)副產(chǎn)氫應(yīng)結(jié)合地域資源特點,與多種氫源齊頭并進發(fā)展?!皻淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,由于電解水制氫成本還較高,短時間內(nèi)很難成為氫氣的主要來源,工業(yè)副產(chǎn)氫由于成本相對較低、運輸方便等優(yōu)勢將成為發(fā)展重點。中期階段將以煤制氫+CCUS、可再生能源發(fā)電制氫等大規(guī)模集中穩(wěn)定供氫為主,工業(yè)副產(chǎn)氫為輔助手段。進入綠氫時代,可再生能源發(fā)電制綠氫將是最重要的供氫方式,煤制氫+CCUS、生物質(zhì)制氫等將成為有效補充。”張建紅進一步表示。