日前，國家發(fā)展改革委、國家能源局、工信部、科技部、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部六部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于“十四五”推動石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》（以下簡稱《意見》）明確提出，增強(qiáng)創(chuàng)新發(fā)展動力，加快突破“綠氫”規(guī)模化應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)。
綠氫的應(yīng)用是石化化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳的關(guān)鍵路徑，為此，《意見》中多處強(qiáng)調(diào)通過使用綠氫推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈減排。對于氫能而言，石化化工行業(yè)是重要的應(yīng)用場景之一，作為該行業(yè)“十四五”期間高質(zhì)量發(fā)展的“頂層設(shè)計(jì)”，《意見》的發(fā)布將為氫能，尤其是綠氫的發(fā)展帶來深遠(yuǎn)的影響。
強(qiáng)調(diào)綠氫應(yīng)用在石化化工行業(yè)的重要作用，提振氫能需求。石化化工行業(yè)屬于碳排放的重點(diǎn)領(lǐng)域，且屬于減排難度較大的領(lǐng)域，推動綠氫的應(yīng)用，是其實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要路徑之一。《意見》指出，發(fā)揮碳固定碳消納優(yōu)勢，協(xié)同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈碳減排，合理引導(dǎo)燃料“以氣代煤”，適度增加富氫原料比重。
事實(shí)上，石化化工行業(yè)一直是氫氣重要的應(yīng)用領(lǐng)域，但始終以灰氫為主。2020年，全球氫氣需求達(dá)到9000萬噸，其中絕大部分用于煉油和工業(yè)用途。發(fā)展“綠氫化工”是石化化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)深度脫碳的重要舉措。比如，甲醇和合成氨是氫氣應(yīng)用規(guī)模最大的兩個領(lǐng)域，全球每年有超過10%的氫氣用于生產(chǎn)甲醇的工藝流程，超過37%的氫氣用于合成氨工藝，發(fā)展綠氫代替灰氫生產(chǎn)綠色化工產(chǎn)品，將有效降低相關(guān)領(lǐng)域的碳排放。
以甲醇產(chǎn)品（一氧化碳與氫氣反應(yīng)合成）為例，目前國際上以天然氣為主要原料，但我國由于“富煤貧油少氣”，主要采用煤炭作為生產(chǎn)原料，煤制甲醇占比達(dá)76%。在用天然氣和煤炭制氫過程存在大量二氧化碳的排放。與天然氣制甲醇相比，煤制甲醇碳排放更高，生產(chǎn)1噸甲醇產(chǎn)生4.4噸二氧化碳，約為前者的2.4倍。數(shù)據(jù)顯示，我國2020年甲醇總產(chǎn)量約6500萬噸，合成甲醇工業(yè)相關(guān)二氧化碳排放超2億噸。
對于氨產(chǎn)品，我國合成氨工業(yè)也主要采用煤炭作為生產(chǎn)原料，在2020年總產(chǎn)量4954萬噸的合成氨中，約有3900萬噸是以煤炭為原料生產(chǎn)。在每噸產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，煤制合成氨碳排放量約為4.9噸，是天然氣制合成氨的1.5倍左右，以此計(jì)算，2020年我國合成氨工業(yè)相關(guān)二氧化碳排放接近2.2億噸。
未來需通過綠氫替代化石能源制氫，逐步實(shí)現(xiàn)碳減排。隨著相關(guān)政策對綠氫在石化化工行業(yè)中對碳減排作用的重視，這一行業(yè)對氫的需求也將持續(xù)增長。同時，鑒于石化化工行業(yè)已有的巨大的氫氣需求，在綠氫替代的趨勢下，將進(jìn)一步推動上游可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
鼓勵石化化工與綠氫等產(chǎn)業(yè)的耦合示范，推動模式創(chuàng)新。通過可再生能源制氫與化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同和耦合，是目前推動綠氫應(yīng)用的一種重要的模式創(chuàng)新。《意見》明確，鼓勵石化化工企業(yè)因地制宜、合理有序開發(fā)利用綠氫，推進(jìn)煉化、煤化工與綠電、綠氫等產(chǎn)業(yè)耦合示范，利用煉化、煤化工裝置所排二氧化碳純度高、捕集成本低等特點(diǎn)，開展二氧化碳規(guī)模化捕集、封存、驅(qū)油和制化學(xué)品等示范。
當(dāng)前，化工與綠氫耦合，在國內(nèi)外都已出現(xiàn)一些示范項(xiàng)目。例如，蒂森克虜伯的“綠色化工項(xiàng)目”和寧東基地“綠氫化工示范項(xiàng)目”等。
早在2018年，蒂森克虜伯就在杜伊斯堡鋼廠開始綠氫化工項(xiàng)目測試工作，將鋼鐵廠尾氣中的二氧化碳與綠氫結(jié)合合成甲醇、塑料和尿素等化工產(chǎn)品，替代部分化石能源的應(yīng)用，以減少碳排放。其中，電解水制氫設(shè)備實(shí)驗(yàn)功率2MW，氫氣產(chǎn)能440Nm3/h，氫氣純度大于99.95%，快速負(fù)載調(diào)整也得到驗(yàn)證，設(shè)備可根據(jù)電價(jià)高低自動調(diào)整運(yùn)行功率，目前項(xiàng)目已進(jìn)入商業(yè)化階段。
而在2021年4月20日，寶豐能源“國家級太陽能電解水制氫綜合示范項(xiàng)目”在寧夏寧東能源化工基地正式投產(chǎn)，該項(xiàng)目包括20萬kW光伏發(fā)電裝置和產(chǎn)能為2萬Nm3/h的電解水制氫裝置，每年可減少煤炭消耗25.4萬噸、減少二氧化碳排放44.5萬噸。該項(xiàng)目所產(chǎn)氫氣一方面與寶豐能源現(xiàn)有煤化工裝置結(jié)合，實(shí)現(xiàn)甲醇生產(chǎn)過程的降本增效和節(jié)能減排；另一方面，通過與城市氫能源示范公交線路協(xié)作等方式拓展應(yīng)用場景，推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
未來，在政策的支持下，通過化工行業(yè)與綠氫等產(chǎn)業(yè)的耦合示范，將推動氫能產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新的加速。同時，隨著綠氫制取成本的下降和CCUS技術(shù)的成熟應(yīng)用，綠氫應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用水平將進(jìn)一步提升。
支持適度增加輕質(zhì)低碳富氫原料的進(jìn)口，促進(jìn)國際合作。目前，氫能總體處于產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期，氫的國際貿(mào)易還未展開，但隨著全球“氫能熱”的不斷升溫，各國通過加強(qiáng)合作實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)也將成為未來發(fā)展的方向，氫能的國際合作將成為一片新“藍(lán)海”。截至2021年8月，全球已有20個國家和地區(qū)制定了國家層面的氫能發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖，另有近30個國家已開展氫能產(chǎn)業(yè)布局，其中，拉美、北非和中東均在積極布局氫能出口貿(mào)易。
與氫能國際合作有關(guān)的氫貿(mào)易、跨境基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)、市場等方面，在未來都具有巨大的合作潛力。而在石化化工行業(yè)應(yīng)用方面，保障我國氫和富氫原料的供應(yīng)將是國際合作的一個重要需求。《意見》強(qiáng)調(diào)，增強(qiáng)原料資源保障，維護(hù)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定，并要求構(gòu)建國內(nèi)基礎(chǔ)穩(wěn)固、國際多元穩(wěn)定的供給體系，適度增加輕質(zhì)低碳富氫原料進(jìn)口。
未來，隨著氫能市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大，綠氫、綠氨等原料的國際貿(mào)易將快速涌現(xiàn)。我國是世界氫氣產(chǎn)能最大的國家，在開展氫國際貿(mào)易方面有著較好的基礎(chǔ)。同時，在“一帶一路”沿線，聚集了全球大多數(shù)發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略的國家，而“一帶一路”沿線國家和地區(qū)擁有豐富的水、風(fēng)、光資源，在發(fā)展綠氫和推動綠氫貿(mào)易方面有著較大的優(yōu)勢，這些都將為未來拓展氫能國際合作創(chuàng)造條件。
為全方位加強(qiáng)國際交流合作，我國應(yīng)建立健全以“引領(lǐng)型”“參與型”為基礎(chǔ)的國際合作模式，加快制定多層面合作實(shí)施路徑，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制定，有選擇性地引入國外先進(jìn)企業(yè)，同時鼓勵國內(nèi)企業(yè)“走出去”；進(jìn)一步完善國際交流合作保障措施，設(shè)立國際重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃；在“一帶一路”框架下，深化技術(shù)研發(fā)、項(xiàng)目開發(fā)及裝備制造合作，構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新合作共同體。
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