绿氢

3月27日，中国电力科学研究院有限公司技术战略研究中心室主任康建东在绿氢技术与氢电协同发展专题论坛上发表了《电氢耦合技术战略及发展趋势》的主题演讲。

本报告从在工业场景中实现绿氢大规模应用的关键要求，以及我国工业产能分布、绿氢资源禀赋情况出发，提出并诠释了“集群化发展”模式及其构建要点。更具体地，报告针对绿氢的制取、储存、运输和在工业场景中的利用各个环节，展开了技术经济性分析，为在“集群化发展”的过程中，在技术可行的情况下达到成本最优提供了依据。进一步地，为支持实际部署，报告就氢气供给和工业需求同址和异地两类典型场景，给出了进行集群构建和成本优化的方法，并以工业用氢地在青海、山西和浙江分别举例，进行供、用氢方案的比选优化和成本试算。最后，报告为加速大规模绿氢在工业低碳、零碳转型中的应用提出五项行动建议。

石化行业是重要的高能耗和高碳排放行业，也是国民经济不可或缺的重要行业。2021年中国仅石油基石化产品的碳排放就占全社会碳排放的4%左右。石化行业产品涉及燃料和材料两大领域，为社会提供从燃油、“三烯三苯”到合成树脂、合成纤维、合成橡胶等各种能源及化工产品。中国石化产品的人均消费仍然显著低于发达国家，石化行业还有较大增长空间，这意味着其低碳发展的程度将在很大程度上影响中国整体的碳达峰碳中和进程。研究石化行业的碳达峰碳减排，提高加工效率，促使石化行业节约资源能源，促进行业高端化和低碳化发展，对行业减少资源能源消耗，降低环境污染有重要意义，对保障中国能源安全有重要意义，对中国“双碳”目标的实现非常重要。本报告通过深入研究中国石化行业碳排放现状、预测基准情景下的碳排放情况、分析碳达峰碳减排路径、评估主要路径碳减排潜力，制定中国石化行业碳达峰碳减排路线图及计算减油效益，并给出了相关政策建议。本报告的分析表明，通过产业结构调整、节能降耗、深度电气化、轻质原料替代、发展绿氢以及CCUS等各种路径，与基准情景相比，中国石化行业将有望更早实现碳达峰、更少排放二氧化碳、更少消费原油。为了促进这些路径的实现，需要在控制产能、制定标准、推广技术和资金支持等方面采取切实措施。

利用光伏发电和风力发电电解制氢生产合成氨，以质子交换膜（PEM）为电解质，纯水为反应物，并采用零间距结构电解槽。通过合理配置储能储氢，电解制氢装置产生的氢气和深冷空分制氮装置产生的氮气混合后进入合成氨装置。经压缩机压缩、预热、氨合成反应、余热回收、冷却分离后液氨产品送至氨储存单元储存。

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳的二次能源，将是全球能源转型发展的重要载体之一。近年来，世界主要国家和地区均出台一系列政策支持氢能发展，欧洲也制定相关政策保障区域能源安全和促进氢能发展，加强和周边国家联动发展氢能产业。北非地区可再生能源开发潜力巨大，但该区域能源结构单一，化石能源占地区能源消耗的比重超过90%，对区域经济、环境可持续发展造成严重阻碍。随着全球可再生能源发电成本的下降和清洁能源转型步伐的加快，借助欧洲成熟的政策帮助、技术支持和广阔的市场需求，利用可再生能源发展绿氢产业的构想将是北非区域突破发展瓶颈的一个重要机遇。根据测算，北非地区利用可再生能源电力制取绿氢并输出到欧洲市场，经济性上可与欧洲本地绿氢竞争，潜力巨大。然而，由于政策资金的缺失，以及对传统能源依赖程度过高，转型较为困难。北非国家需要加强政策指引、促进国际合作、优化投资环境和加快示范项目落地实施，以推动区域氢能开发和外送，带动能源转型，成为欧非区域乃至全球氢能枢纽中心。

2024年是中国能源转型迈向下一全新阶段的开始，该阶段是以可再生能源系统与传统电力系统的适应耦合发展为主基调,而绿氨产业在此能源转型的新阶段扮演了极为关键的一环，有望在 2-3年实现爆发性快速增长。云道资本结合产业发展趋势与中早期股权投资角度，认为绿氨产业在合成环节新工艺、绿氨应用-掺烧工艺最值得关注;就成长期投资而言，结合政策分析与产业发展的逐步落地，已拥有三北地区近火电厂的可再生能源项目(清洁电力、绿氢)或者已拥有一定绿氨产能的能源型大型企业有望在3-5年内实现规模量产，迎来明显利好

绿氢是指利用可再生能源(如风能、太阳能、水能等)发电，通过电解水的方式制取的氢气。绿氢是氢能的一种类型，根据制氢过程中的碳排放量，能可以分为灰氢、蓝氢和绿氢三种。灰氢是指通过化石燃料(如石油、天然气、煤等)制取的气，制成木较低，但碳排放最较大。蓝氢足指利用化石燃料制氢，同时配合碳捕捉和碳封存技术(CCS)，降低碳排放强度，但捕集成木较高。绿氢是指采用可再生能源电解水制气，制过程完全没有碳排放，但成木较高。

富裕风电电解水制氢，耦合高污染的钢铁冶炼过程，既促进炼钢产业低碳转型，又可有效提升风电消纳能力。为了模拟绿氢钢铁冶炼对风电消纳能力的影响，综合考虑钢铁冶炼的可靠性、氢能发展的经济性以及风力发电的环境性，确定绿电-氢能-钢铁冶炼耦合系统内部交互关系和反馈机制；结合钢铁行业发展趋势和绿氢替代潜力，建立了提升风电消纳的绿氢钢铁冶炼系统动力学模型；同时考虑到政府支持力度与制氢技术的发展，构建差异化情景，分析不同条件下的氢能需求规模和风电消纳水平。基于新疆案例表明，加大氢冶金支持力度和提高制氢电解效率，能够有效提升钢铁行业的绿氢替代率并加速绿氢成本降低，进而实现风电的全额消纳，有效解决“弃风”难题。

​12月26日，国家清洁低碳氢能创新应用工程——大冶市矿区绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目“制氢设备”合同正式签约。

7月8日，经过技术人员的调试，国家电网浙江台州大陈岛氢能综合利用示范工程投运。这也是全国首个海岛“绿氢”综合能源示范工程，为我国可再生能源制氢储能、氢能多元耦合与高效利用提供了可复制可推广的示范样板。