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綠氫與傳統(tǒng)煉油、煤化工過程的耦合，并實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用對于加快低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重大意義，中石化、國電投、中煤等能源企業(yè)巨頭紛紛在此布局。

近日，新疆庫車綠氫示范項目順利產(chǎn)氫產(chǎn)出的氫氣，產(chǎn)出的氫氣通過管道輸送到中國石化塔河煉化，標(biāo)著我國首次實現(xiàn)萬噸級綠氫煉化項目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通。

今年以來，綠氫、綠氨、綠醇項目迅速鋪開，部分項目已實現(xiàn)投產(chǎn)。綠氫為化石行業(yè)碳減排提供了有效解決方案。未來，隨著綠氫的經(jīng)濟性提升，其在化工領(lǐng)域的應(yīng)用有望持續(xù)放量，也將為氫能產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大市場機會。
綠氫煉化項目進展如火如荼

我國化工行業(yè)是工業(yè)用氫的大戶，主要用氫領(lǐng)域包括合成氨、甲醇、現(xiàn)代煤化工、煉油等。目前，我國更多依賴化石能源制氫，但化石能源制氫最大的弊端是會伴生大量二氧化碳。

在“雙碳”目標(biāo)下，綠氫被視為助力化工行業(yè)深度脫碳的利器。綠氫與化工行業(yè)耦合的發(fā)展思路，出現(xiàn)在多項國家政策當(dāng)中。

2022年2月，國家《高耗能行業(yè)重點領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級實施指南（2022年版）》提出，乙烯行業(yè)要加強應(yīng)用綠電的裂解爐裝備及配套技術(shù)開發(fā)；氯堿行業(yè)加強儲氫燃料電池發(fā)電集成裝置研發(fā)和應(yīng)用，探索氯堿-氫能-綠電自用新模式；煤化工行業(yè)推動綠氫與煤化工項目耦合；合成氨行業(yè)優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)，增加綠氫原料比例。

2022年4月，國家《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》要求，大宗產(chǎn)品單位能耗和碳排放明顯下降，推動用能設(shè)施電氣化改造，鼓勵石化化工企業(yè)因地制宜、合理有序開發(fā)利用綠氫，推進煉化、煤化工與綠電、綠氫等產(chǎn)業(yè)耦合示范。

國家政策層面已經(jīng)明確了現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，化石能源發(fā)展要轉(zhuǎn)化升級，必須走綠色低碳發(fā)展的道路。在政策的支持下，國內(nèi)的一批綠氫煉化項目，紛紛由規(guī)劃加速走向項目實踐。

近期國內(nèi)代表性綠氫煉化項目如下：

綠氫化工耦合發(fā)展前景廣闊

綠氫和化工行業(yè)的耦合，實際上是一種產(chǎn)業(yè)模式的創(chuàng)新和再升級。以往傳統(tǒng)化石能源的特點是碳多氫少，而化工合成的氨、甲醇等產(chǎn)品里面則是氫多碳少，所以中間需要一個變換反應(yīng)過程。如果讓綠氫加入進來，就可以降低變換反應(yīng)過程中的碳排放量。

以工業(yè)生產(chǎn)甲醇為例，由于使用綠氫全替代化石燃料后，不再需要將煤氣化后粗合成氣中CO與水進一步反應(yīng)生成氫氣和二氧化碳，單位產(chǎn)品的原料煤耗量可以減少到目前工藝水平的1/2左右，原料煤造成的二氧化碳排放可以減少到目前工藝水平的18%。

在工業(yè)減碳的同時，化工行業(yè)也為綠氫就地消納提供大型應(yīng)用場景。據(jù)測算，1噸氫氣可以與二氧化碳，生產(chǎn)5.3噸甲醇。2022年我國甲醇產(chǎn)能超過1億噸，僅在甲醇領(lǐng)域，考慮用綠氫替代目前全部的原料灰氫，綠氫市場需求就超過1886.79萬噸，這將為氫能產(chǎn)業(yè)鏈帶來巨大市場機會。

由于綠氫產(chǎn)地和化工企業(yè)相鄰建設(shè)，化工項目需要大量煤炭、化工原料和產(chǎn)品、固廢灰渣運輸?shù)戎乜ㄎ锪鬈囕v，卡車運行區(qū)域和路線相對固定集中，特別適合應(yīng)用氫能重卡實現(xiàn)場景運輸。目前僅內(nèi)蒙古全區(qū)擁有各類采運礦車、物流車輛超過100萬輛，這也為氫燃料電池汽車提供了廣闊的市場空間。

綠氫與化工耦合發(fā)展仍存在挑戰(zhàn)

部分地區(qū)已開展了綠氫耦合化工項目的先行先試，雖然整體技術(shù)可行、經(jīng)濟性、社會性可期，但目前還處于產(chǎn)業(yè)示范階段，真正走向大范圍工業(yè)化仍有距離，在政策和行業(yè)實施方面依舊存在不小的挑戰(zhàn)。

從政策層面看，部分地區(qū)發(fā)展氫能的定位、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展路線圖和主要任務(wù)，不夠清晰，已出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)雷同、低水平重復(fù)建設(shè)的苗頭；目前中國氫能管理體系尚未建立，促進氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策方向過于狹窄，對氫能技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動作用有限。

當(dāng)前化工與綠氫耦合發(fā)展中還面臨著卡脖子技術(shù)和運營模式等問題，需要國家牽頭不同行業(yè)聯(lián)合攻關(guān)。比如發(fā)布綠氫長距離管道輸送技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過合作模式和技術(shù)創(chuàng)新一體化解決發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和化工企業(yè)關(guān)于綠電制綠氫方面存在的矛盾和分歧等。

從綠氫行業(yè)來看，由于光伏、風(fēng)力等可再生能源天然的具有能量波動性特點，實現(xiàn)高比例可再生能源連續(xù)制氫供氫還面臨著很多技術(shù)和經(jīng)濟性挑戰(zhàn)。特別是光電、風(fēng)電經(jīng)濟性與化工生產(chǎn)的成本控制要求差距較大，目前綠氫成本大概是煤制氫的兩倍或更高，這些問題都需要在產(chǎn)業(yè)化推進的過程中逐步解決。

而且綠氫項目建設(shè)投資大、規(guī)模大，改造難度大，一旦對現(xiàn)有裝置生產(chǎn)效益和穩(wěn)定造成不利影響，后果難以承受，也造成部分傳統(tǒng)化工企業(yè)主動融合發(fā)展意愿不強。

一位資深行業(yè)人士表示，從全生命周期碳排放來看，現(xiàn)有化石能源制氫方式與清潔低碳要求相違背。“以此衡量，化石能源制氫非但不占優(yōu)勢，由于生產(chǎn)過程排碳，反倒是首當(dāng)其沖受到影響的產(chǎn)業(yè)。對于企業(yè)而言，不能一味追求產(chǎn)多少氫，還要關(guān)注氫從哪里來，低碳的氫源才是可持續(xù)發(fā)展方向，反過來也是化工企業(yè)降低自身碳排放的重要途徑。”

今后整個能源體系將向非化石能源轉(zhuǎn)型，國家勢必會出臺更多相關(guān)政策，深化產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，推進關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，不斷支持氫能企業(yè)發(fā)展?？稍偕茉窗l(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、石化企業(yè)及制氫關(guān)鍵設(shè)備制造商和科研單位間也要加強合作，探索多方融合共贏的發(fā)展模式。

原標(biāo)題：綠氫耦合化工的巨大空間 代表性綠氫煉化項目瞭望