◎《中国科技投资》杂志社 胡芳日
为落实《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,积极拓展清洁低碳氢在工业领域的应用场景,加快技术装备产品升级,工业和信息化部、国家发展改革委、国家能源局近日联合发布实施《加快工业领域清洁低碳氢应用实施方案》(工信厅联节函〔2024〕499号,以下简称《实施方案》)。工业是氢能应用的重点领域。加快工业领域清洁低碳氢应用,是完整准确全面贯彻新发展理念的重要举措,是促进节能降碳、推进新型工业化的重要路径,是推动氢能产业高质量发展、培育新质生产力的重要方向。
政策梗概
《实施方案》提出,以拓展清洁低碳氢在工业领域应用场景为着力点,加快技术装备产品升级,打造产业转型升级新增长点。
《实施方案》明确了应用规模与领域拓展:到 2027 年,清洁低碳氢在冶金、合成氨、合成甲醇、炼化等行业实现规模化应用,在工业绿色微电网、船舶、航空、轨道交通等领域实现示范应用,使其从目前相对集中的汽车领域向更多工业领域渗透。
《实施方案》提出,要培育一批产业生态主导力强的龙头企业和产业集聚区,以及专业水平高、服务能力强的系统解决方案供应商,初步构建较为完整的产业链和产业体系,形成产业集群效应,推动氢能产业的规模化、集约化发展。
《实施方案》聚焦清洁低碳氢替代,氢冶金,氢碳耦合制绿色甲醇,氢氮耦合制绿色合成氨,氢燃料电池汽车,氢动力船舶、航空、轨道交通装备,氢电融合工业绿色微电网等应用场景,系统提出30项具体工作任务。从优化行业管理、加快技术攻关、培育重点企业、完善标准规范等方面提出保障举措。
政策亮点
1、推动应用领域拓展与深化。一是首次提出在半导体制造、清洗、封装和焊接,医药行业催化加氢等领域利用清洁低碳氢替代,拓展了氢应用的行业边界,推动多行业替代创新。二是从氢冶金装置研发、多种氢源利用、不同炼铁技术应用与研发等多方面系统规划,实现氢冶金全面推进。三是提出开发清洁低碳氢与碳捕集、生物质等耦合制备绿色甲醇工艺技术,以及合成氨柔性生产工艺、低温低压等新工艺,探索绿氨小型化分布式制取应用,开辟了绿色甲醇与合成氨新技术路径。
2、提出技术研发与能源融合新举措。一是强调开发可离网运行的“光伏+储能”技术及产品,推动可再生能源弱并网、离网制氢新模式,研发可再生能源与制氢用氢的自适应自调节系统,为制氢技术发展带来新突破点。二是在电解水制氢方面,注重研发可再生能源发电与制氢设施的协同技术,提升风光功率预测、耦合调度及排产等智能控制技术水平,这对于提高电解水制氢效率和稳定性具有重要意义,是以往政策较少涉及的。三是鼓励多方联合探索氢电融合工业绿色微电网,推进一体化系统开发运行,这是在能源融合应用方面的全新尝试。
3、多重政策与标准制定为产业发展夯实基础。一是给予氢冶金等低碳前沿技术产业化示范项目产能延期置换政策支持,研究建立可再生能源发电就近消纳机制及鼓励制氢项目参与电力市场等措施,丰富了产业支持政策手段。二是支持组建创新联合体、建设多种氢能领域平台,创新制氢加氢一体站管理模式,培育氢能领域专精特新企业和产业集群,力度远超以往。三是推动清洁低碳氢认定、多元化应用等标准制定以及产品碳足迹国际标准规则互认,填补了标准建设方面的空白。
发展机遇
氢能产业的发展离不开政府的政策支持和行业规范。今年全国两会期间,氢能写入政府工作报告,报告明确提出加快前沿新兴氢能产业发展。全国共发布氢能相关政策超过900项,其中国家层面有150多项,全国20多个省区市发布了促进氢能产业或燃料电池发展的相关文件。这些政策为氢能产业的发展提供了坚实的政策基础和方向指引。截至2023年年底,我国氢气产能超4900万吨/年,产量超3500万吨,同比均增长约2.3%。业内保守估计,2050年氢在我国终端能源体系占比约10%,2060年占比将达约15%,成为我国能源战略的重要组成部分,将带动形成十万亿级的新兴产业。
加快工业领域清洁低碳氢的利用是培育经济发展新动能的重要方向。低碳氢在工业领域的发展机遇主要体现在以下几个方面:
1、清洁低碳氢替代传统能源:在石化化工行业,低碳氢被用作重要的生产原料,广泛应用于合成氨、甲醇、炼油等产品的生产和工艺过程。《实施方案》鼓励多个工业领域利用清洁低碳氢替代化石能源制氢,推动清洁能源富集地区的工业企业、工业园区建设 “制氢 + 用氢” 一体化项目,探索新的制氢途径,如工业余热与高温电解制氢耦合利用、海上风电制氢等,这将促进清洁低碳氢在工业领域的广泛应用,提高能源利用效率,减少碳排放。
2、氢冶金应用:《实施方案》提出,要加快氢基直接还原竖炉等氢冶金装置的研发,鼓励钢铁企业利用多种氢源并提升可再生能源制氢比例,推进高炉富氢冶炼等技术应用。氢基直接还原竖炉和纯氢竖炉等新型设备的研发成功,改变了传统钢铁冶金的工艺流程,实现了从以焦炭为主要还原剂向以氢气为还原剂的转变,大幅降低碳排放。据国际能源署预测,到2030年氢冶金可实现规模化应用,全球年用氢需求达到660—1400万吨;绿色甲醇、绿氨的年用氢需求超过4800万吨。
3、氢碳耦合制绿色甲醇:《实施方案》提出,要推进可持续航空燃料技术路线多元化发展,鼓励相关企业联合进行技术研发和示范项目建设,这将促进绿色甲醇的生产和应用,为航空等领域提供清洁低碳的燃料选择,同时也有助于推动化工行业的绿色升级。
4、氢氮耦合制绿色合成氨:《实施方案》提出,鼓励能源、化工与船舶运输制造企业等联合推进绿色合成氨示范项目建设,推动规模化风光离网制氢、合成氨工艺流程柔性调度控制、“电-氢-氨” 全系统协同控制等应用,这将提高绿色合成氨的生产效率和质量,降低合成氨过程中的碳排放和能源消耗。
5、氢燃料电池汽车应用:《实施方案》提出,大力开发大功率、高效率、长寿命燃料电池和高储氢密度车载储氢装置,鼓励示范项目就近利用高品质氢源,建设制氢加氢一体站,推进氢能物流干线和加氢基础设施建设,在多个场景开展燃料电池汽车规模化应用,这将进一步推动氢燃料电池汽车的商业化发展,完善氢能供给体系,促进氢能在交通运输领域的大规模应用。
6、氢动力船舶、航空、轨道交通装备:《实施方案》提出,加快关键技术研发和示范应用,这将为氢能在船舶、航空、轨道交通等领域的应用奠定技术基础,拓展氢能的应用范围,推动交通运输领域的全面绿色转型。
7、氢电融合工业绿色微电网:《实施方案》提出,鼓励探索氢电融合的工业绿色微电网,研发智能控制系统和能量管理系统,这将实现可再生能源制氢与多种能源形式的协同优化,提高能源利用效率和系统稳定性,为工业企业提供更加清洁、高效、稳定的能源供应。
这些发展机遇不仅有助于推动工业领域的绿色低碳转型,还能促进氢能产业的高质量发展,为全球能源结构转型提供强大动力。
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