氫能清潔低碳、熱值高、來源多樣、儲運靈活，有望成為 21 世紀的“終極能源”。氫能是 指以氫及其同位素為主體的反應中或氫狀態(tài)變化過程中所釋放的能量。
與其他燃料不同， 氫能可以利用化石燃料生產(chǎn)，也可以利用可再生能源來進行生產(chǎn)，其燃燒僅生成水，不會 產(chǎn)生污染環(huán)境的物質(zhì)，而且燃燒產(chǎn)生的熱值較高，能通過能源載體和循環(huán)碳經(jīng)濟可以實現(xiàn) 可持續(xù)的氫利用。
【資料圖】
根據(jù)氫能生產(chǎn)來源和生產(chǎn)過程中的碳排放情況，可將氫分為灰氫、藍氫、綠氫。灰氫是指 通過化石燃料燃燒產(chǎn)生的氫氣。
藍氫是指在制氫過程中增加 CCUS(Carbon Capture， Utilization and Storage)碳捕捉、利用與儲存技術產(chǎn)生的氫氣。綠氫是利用風電、水電、 太陽能、核電等可再生能源制備出的氫氣，制氫過程完全沒有碳排放。
目前氫能主要以灰氫方式制取，綠氫占比有望快速提升。目前的氫氣主要是灰氫，約占全球氫氣產(chǎn)量的 95%，灰氫在制備過程中會排放較多的二氧化碳。綠氫在制備過程中完全零 排放且可以與可再生能源耦合，未來占比有望不斷提高，逐步取代灰氫。
我國最大綠電制氫項目開工建設
近日中國石化發(fā)布消息，我國最大的綠電制氫項目——內(nèi)蒙古鄂爾多斯市烏審旗風光融合綠氫化工示范項目正式啟動。
項目利用鄂爾多斯地區(qū)豐富的太陽能和風能資源發(fā)電直接制氫，這種利用可再生能源制得沒有碳排放的氫氣被稱為綠氫。項目投產(chǎn)后，每年可制取綠氫達3萬噸。
項目產(chǎn)出的綠氫和綠氧將由管道輸送至煤炭深加工項目，替代現(xiàn)有煤制氫，推動煤化工產(chǎn)品的潔凈低碳化。項目建成后，每年可減少二氧化碳排放量約143萬噸，相當于植樹82.5萬棵。
目前，我國已成為世界最大的制氫國，但大部分來自化石能源制氫。《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃》提出，到2025年，我國可再生能源制氫量將達到每年10萬至20萬噸，每年實現(xiàn)二氧化碳減排100萬至200萬噸。
煤化工產(chǎn)業(yè)潛力巨大、大有前途，要提高煤炭作為化工原料的綜合利用效能，促進煤化工產(chǎn)業(yè)高端化、多元化、低碳化發(fā)展，把加強科技創(chuàng)新作為最緊迫任務，加快關鍵核心技術攻關，積極發(fā)展煤基特種燃料、煤基生物可降解材料等。這為現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。“
雙碳”目標下，站在維護國家能源安全的角度出發(fā)，需要摘下“有色眼鏡”，拋開對煤化工的成見，明確煤化工戰(zhàn)略定位，結(jié)合各地資源稟賦和環(huán)境容量，科學有序發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)，積極構(gòu)建現(xiàn)代煤化工生態(tài)化產(chǎn)業(yè)體系。
推進現(xiàn)代煤化工發(fā)展，環(huán)境制約仍是首要因素。在能耗雙控和“雙碳”目標下，節(jié)水和減碳工作還需進一步加強。據(jù)測算，2020年現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)二氧化碳排放總量約3.2億噸，占石化化工排碳量的22.5%。
應積極探索煤化工與新能源耦合發(fā)展新路徑，鼓勵發(fā)展煤炭、煤制油、煤化工、新能源結(jié)合的一體化、規(guī)模化發(fā)展的綜合能源項目，優(yōu)先配置煤炭和新能源資源，提升抗風險能力，打造能效高、碳排少、水耗低、效益好的煤炭清潔高效利用樣板工程，尤其在節(jié)水和減碳上要持續(xù)發(fā)力。
推進現(xiàn)代煤化工發(fā)展，差異化競爭是突破口。與石油化工項目相比，煤化工尚不具備規(guī)模化、基地化的優(yōu)勢，產(chǎn)品深加工不足、同質(zhì)化現(xiàn)象比較明顯，且同類產(chǎn)品單位產(chǎn)能投資目前明顯高于煉化項目投資，在國際油價較低時不具備成本優(yōu)勢。
應積極推動煤化一體化發(fā)展，通過大基地建設，推進現(xiàn)代煤化工補鏈延鏈強鏈，提高能源轉(zhuǎn)化效率。
并根據(jù)煤炭結(jié)構(gòu)組成特性，開發(fā)特色高端產(chǎn)品，比如煤基特種油品、煤基生物可降解材料、煤基高等級碳素材料等。
根據(jù)中研普華研究院《2023年版氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項研究報告》顯示：
氫能制備方式多種多樣，綠氫主要通過電解水制氫。目前全球制氫主要技術方式有煤制氫、 天然氣制氫、工業(yè)富產(chǎn)氫等。
從全球來看，天然氣制氫占據(jù)主要位置，2021 年份額達 62%， 煤制氫占 19%，工業(yè)副產(chǎn)氫占比 18%，而電解水制氫僅占 0.04%。
從國內(nèi)看，煤制氫是 我國主要的制氫來源，2021 年份額占制氫總量的 64%，工業(yè)副產(chǎn)氫占比 21%，天然氣制 氫占比 14%，而電解水制氫僅占 1.52%。
煤制氫技術較為成熟、產(chǎn)量大且分布廣、排碳量 大，噸煤制氫 0.11~0.13 噸。天然氣制氫耗水量小，氫氣產(chǎn)率高，蒸汽重整制氫較為成熟， 排碳量大，噸天然氣制氫 0.23 噸。
工業(yè)副產(chǎn)氫是指在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的同時得到氫氣，主 要有焦爐煤氣、氯堿化工、輕烴利用、合成氨醇等副產(chǎn)工藝。由于其顯著的減排效果和較 高的經(jīng)濟性優(yōu)勢，噸焦炭制氫 0.017 噸。
電解水制氫主要工藝路線為堿性電解、PEM 電 解和 SOEC 電解。其中堿性電解槽技術最為成熟，生產(chǎn)成本較低;PEM 電解水流程簡單、 能耗較高，啟停速度快能較好配合風光的波動性，已經(jīng)實現(xiàn)初步商用。
制氫成本是制約氫能源發(fā)展的主要因素。化石能源制氫技術成熟，成本較低，煤制氫成本 普遍在 10.1-13.4 元/kg，天然氣制氫成本為 13.4-16.8 元/kg，甲醇制氫成本約為 16.8-22.4 元/kg。
工業(yè)副產(chǎn)氫具有經(jīng)濟優(yōu)勢和減少碳排放優(yōu)勢，但是排放過程中含有腐蝕性氣體會造 成一定環(huán)境污染，制氫成本約為 11.2-16.8 元/kg。
電解水制氫成本目前普遍在 16.8-33.6 元/kg 左右，相比化石能源制氫和副產(chǎn)氫成本較高，主要系消耗電量較大，但整個工藝過 程簡單無污染。生物制氫原材料成本低，但是氫含量較低，目前應用較少。
現(xiàn)階段電解水制氫成本較高主要是由于電解槽設備成本較高以及電費較高。未來隨著技術 進步，電解槽成本有望進一步下降，同時伴隨風能，太陽能發(fā)電技術的不斷提升，未來電 費有望進一步下降。
綜合來看，電解水制氫是未來制氫的主流路線。
全球多地出臺政策助力氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，綠氫市場認可度逐步提高。世界各國為了更好應 對氣候變化以及實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，愈加重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不斷出臺各項政策引領產(chǎn) 業(yè)發(fā)展，加大政府扶持力度，降低制氫成本。
根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)顯示，自 2021 年 2 月 以來，全球啟動了超 131 個大型氫能開發(fā)項目，并預計 2030 年全球氫能領域投資總額將 達 5000 億美元。
盡管各國都在加快部署氫能產(chǎn)業(yè)，但布局方式略有不同。中國、歐洲、 美國等地已經(jīng)將綠氫納入國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略中，未來發(fā)展前景可期。
氫能是一種公認的清潔能源，具有重量輕、儲量豐富、燃燒性能好等特點，可應用在眾多領域。交通，正是其最重要的應用場景之一。
近年來，國內(nèi)氫能源車產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》指出，要“有序推進氫能在交通領域的示范應用”，并提出到2025年，“燃料電池車輛保有量約5萬輛，部署建設一批加氫站”的發(fā)展目標。
相信在不久的將來，目前還很小眾的氫能源車就會走進千家萬戶，為人們的交通出行再添一種綠色選擇。
隨著技術的發(fā)展和低碳理念的普及，新能源車已成為市場寵兒。截至2022年底，中國新能源汽車保有量已達1310萬輛。但其中，絕大部分是純電動汽車，而氫能源車保有量剛剛突破1萬輛。
如果說，新能源汽車正成為百姓日漸熟悉的伙伴，氫能源車則算得上是其中的“生面孔”。但近年來，這副“生面孔”的發(fā)展前景卻被廣泛看好。
2022年，在北京冬奧會期間，氫燃料電池汽車為服務賽事開展示范運營，成為國內(nèi)氫能源車發(fā)展的一個高光時刻。如今，在北京、上海、廣州等地，氫能源車都在加速推廣落地。
由工業(yè)和信息化部指導發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》提到，預計到2035年，燃料電池汽車保有量達到100萬輛左右，商用車將實現(xiàn)氫動力轉(zhuǎn)型。
《2023年版氫能源產(chǎn)業(yè)規(guī)劃專項研究報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。
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