热点调查|全球最大，中国石化年产3万吨绿氢项目开工

近日，中国石化在北京、呼和浩特、鄂尔多斯三地举行了“云开工”仪式，宣布鄂尔多斯风光融合绿氢化工示范项目开工建设。该项目是目前全球最大绿氢耦合煤化工项目，利用鄂尔多斯地区丰富的太阳能和风能资源发电直接制绿氢，项目总投资约57亿元，年可制绿氢3万吨、绿氧24万吨，将有力推动我国绿氢产业链发展，助力能源产业转型升级。
什么是绿氢
目前，最具有潜力的新能源非氢能莫属。
虽说氢是宇宙中含量最多的物质，但是氢太活泼了，几乎不可能单独存在，一般情况下只能发现它的化合物，因此想要获得氢气就必须通过物理或化学的方法。
而现有制氢技术大多依赖化石能源，无法避免碳排放。根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况，人们又将氢能分别冠以灰氢、蓝氢、绿氢之称。
灰氢，是通过化石能源、工业副产品等原料制备产生的氢气，但是在生产过程中会伴随着大量二氧化碳等排放。灰氢中约 70% 来自于化石燃料的燃烧，剩余的30%是工业加工的副产品。目前，市面上绝大多数氢气是灰氢，约占当今全球氢气产量的95％左右。
蓝氢，是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成。在灰氢的基础上，使用了二氧化碳副产品捕获、利用和封存（CCUS）等先进技术。虽然蓝氢已经能够减少90%的碳排放，但是二氧化碳的封存条件非常苛刻，因此就大大限制住了蓝氢的发展，算是灰氢过渡到绿氢的重要阶段。
而绿氢，是指利用可再生能源（如太阳能或风能等）发电后再分解水得到的氢气。由于绿氢的制取技术路线主要为电解水，从源头上实现了二氧化碳零排放，是纯正的绿色新能源，在全球能源转型中扮演着重要角色。
“绿氢是发展氢能的初衷。”国际氢能学会副主席、清华大学教授毛曾强曾强调，发展氢能就是为了能源的“去碳化”，只有通过无碳能源生产“绿色的氢”，才能实现目标。
绿氢可以促进众多行业脱碳
氢能是未来零碳能源体系中至关重要的组成部分，而且是目前仅有的可以大规模跨季节存储可再生能源的手段。其中，绿氢是诸多行业深度脱碳的唯一手段，包括以石化、化工、钢铁为代表的工业领域，以重卡、航运和航空为代表的交通行业以及以冷暖供应为代表的建筑行业。可再生能源成本降低、绿氢制备应用技术进步以及全球“双碳”转型要求，推动绿氢快速发展。欧盟、英美、日韩等主要经济体纷纷推出氢能发展战略。
预计到2060年，我国氢能需求预计达1.3亿吨，其中工业需求占比约60%，交通运输领域则达到31%。
工业领域：氢能冶金、绿氢化工项目加速落地。氢能冶金—目前，氢能在钢铁领域的应用主要是在富氢高炉冶炼、氢基直接还原、富氢熔融还原以及富氢烧结等方向。绿氢化工—氢能主要应用在合成化学品、加氢炼化和合成燃料等方面，在这些领域实现绿氢对灰氢的替代可大幅降低化工行业碳排放。
交通领域：2000年，我国正式开展氢燃料电池汽车研发工作。随后，经过多年努力，我国初步掌握了氢燃料电池电堆及其关键材料、动力系统、整车集成和氢能基础设施等领域的核心技术，燃料电池成为氢能较为成熟的应用领域。2020年我国启动的燃料电池示范城市群申报工作，进一步推动了氢燃料电池汽车行业发展。氢燃料电池汽车产销逐年上升，市场进入商业化初期。中国汽车工业协会的数据显示，截至2021年底，我国氢燃料电池汽车年销量1,586辆，保有量8,938辆。从各城市群发布规划来看，北京、上海、山东、内蒙古等11个重点省(区、市)将在2025年实现共计超过8万辆燃料电池汽车的应用推广。预计到2030、2060年，氢燃料电池车年销量将分别达到29万辆、200万辆。
建筑领域：氢能在建筑领域的应用与传统能源相类似，主要探索应用于空间供暖、制冷、烹饪和备用能源等。应用方式主要包括燃料电池热电联产/热电联供和天然气管道掺氢。
国家发展改革委高技术司副司长王翔表示，各地方要综合考虑本地区氢能供应能力、产业基础和市场空间，在科学论证基础上，合理布局氢能制备、储运、加注、应用等产业链相关项目，稳慎有序推进项目建设。
2022年7月7日，工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部印发《工业领域碳达峰实施方案》，提出鼓励有条件的地区利用可再生能源制氢，不断优化原料结构，氢能产业发展又迎重磅利好。
氢能产业正在茁壮成长
首先，我国目前氢气产能不断提高，根据中国煤炭工业协会数据，2021年我国氢气产能约4,000万吨/年，产量3,300万吨，产量同比增长32%，达到工业氢气质量标准的约1,200万吨，我国已经成为世界第一产氢大国。目前，我国主要以煤制氢、工业副产氢为主，煤制氢技术成熟，制氢工艺体系和产业链条相对完整，各制氢技术占比分别为：煤制氢63.6%，天然气制氢13.8%，工业副产制氢21.2%，电解水1%。不过随着绿氢项目的不断投产，制备绿氢技术的比例也将水涨船高。
其次，氢能储运的方式也多点开花，高压气态储运技术是目前我国最为广泛的氢能储运方式，其技术相对成熟、基础设施依赖度较小。管道输氢可实现大规模、常态化、低成本的氢气长途运输，是未来氢气储运体系的重要组成部分。液氢存储和固态储氢基本无需压力容器，运输便捷，处于示范阶段，是未来实现大规模氢能储运的方向。预计到2025年，液态储运和管道储运的方式得到进一步发展。
同时，下游加氢的网络逐步形成。
据国家能源局数据，截至2022年6月，全国已建成加氢站超270座，数量位居全球第一。从省市的数量分布来看，广东拥有30座建成的加氢站，全国第一，其次是山东11座排名第二，上海也拥有10座，位居第三。
最后，目前我国氢能产业逐步形成“东西南北中”五大发展区域，并对周边地区进行辐射。分别是东部早期燃料电池车研发与示范区域、西部可再生能源制氢和燃料电池电堆研发区域、南部燃料电池车大规模示范和加氢网络规划成熟区域、北部燃料电池电堆和关键零部件研发区域和中部燃料电池零部件研发和客车大规模示范区域，氢能产业集聚效应初步显现。
央、国企陆续布局氢能产业链
大型央企的接连入局给氢能产业走向成熟提供了重要支撑。据不完全统计，目前超过三分之一的央企发挥各自产业优势，已经在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链的布局，并取得了一批技术研发和示范应用的成果。
在氢能产业链上游，2022年上半年，中石化、中石油、中海油、国家电投等央企国内落地的制氢项目已有18个。除了制氢产业，还延伸出副产业制备装备、提纯装备等产业。央企中船重工第718研究所生产的21套新型化学制氢设备；国企昊华科技则宣布了西南院与中国石油四川石化有限责任公司签订了年产1,500吨高纯度氢气制备成套装置的消息。
在氢能产业链中游，国家电投、东方电气等央企则侧重于研发氢燃料电池及其核心部件，突破了核心技术。气态运输领域中，中国石油玉门油田公司于2022年4月举行可再生能源制氢示范项目开工仪式，输氢管道工程于6月底建成投运。在液态运输领域中，中国石化在今年4月领投中科富海B轮融资，布局氢氦温区大型低温制冷装备，氢液化装置等领域。
在氢能产业链下游的工业领域中，氢气不仅是一种重要的化工原料，还在电子工业和冶金工业中大放异彩。早在2021年，央企八一钢铁就在冶金过程中采用富氢碳循环高炉，成功将碳消耗降低15%。不但如此，八一钢铁在氢冶金项目上的投入逐年增加，2021年投入共计3.93亿元；国企河北钢铁集团计划在唐山、邯郸分别建设一座120万吨产线的氢气直接还原厂，用来生产炼钢原料。
而在交通领域中，为氢能源轮船、氢能源汽车服务的加氢站和氢气压缩机，是发展氢能产业必不可缺的基础设施和设备。目前中国石油、中国石化、东方电气等央企；金通灵、重庆燃气、佛燃能源、安泰科技等国企已开展全国各地不同区域加氢站的布局。其中，安泰科技集中布局河北地区、东方电气集中布局我国西北地区、重庆燃气集中布局川渝地区、佛燃能源则集中布局广东省，各家竞争激烈。中石油和中国石化对加氢站的布局在全国各地均有涉及，各方都希望将自己打造为中国第一大氢能公司。
再次刷新全球最大
据了解，这次鄂尔多斯风光融合绿氢化工示范项目是中国石化继2021年启动建设新疆库车绿氢示范项目以来建设的第二个绿氢示范项目。其中新疆库车绿氢示范项目于2021年11月30日正式启动，是我国首个万吨级光伏绿氢示范项目，亦是当时全球最大绿氢项目，总投资近30亿元。截至目前，库车绿氢示范项目整体施工进度已完成80%，计划2023年6月底投产。
鄂尔多斯风光融合绿氢化工示范项目由新星公司负责实施，主要包括风能及光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢等5部分。其中风力发电装机容量和光伏发电装机容量分别为450兆瓦和270兆瓦、电解水制氢能力3万吨/年、储氢能力28.8万标立方。项目投产后，预计可减少二氧化碳排放143万吨/年，贡献GDP近6亿元/年、增加税收近3,000万元/年。
项目产出的绿氢和绿氧将由管道就近输送至中天合创鄂尔多斯煤炭深加工示范项目，替代部分煤制氢，达到降碳、减碳目的，有效推动传统合成材料化工产业与氢能产业一体化融合发展，助力煤炭清洁高效利用，拓展化工原料来源途径，形成氢能及可再生能源利用的产业新模式和发展新路径，进一步拓展绿氢应用场景，助力实现“双碳”目标。
同时，该项目是中国石化首个集风能、光伏发电于一体的绿氢生产-利用全流程项目，解决了可再生波动电源条件下制氢的多项技术难题。中国石化充分发挥自身优势，以制氢等新技术为突破口，助力内蒙古探索提高能源综合利用效率新模式，提高能源利用效率，推进能源低碳化，为内蒙古能源转型发展、打造我国西北部清洁能源大基地发挥积极作用。
中国石化集团公司董事长、党组书记马永生表示，建设绿氢化工示范项目，对保障国家能源安全、建设新型能源体系、推进内蒙古能源结构转型升级和绿色低碳发展，具有十分重要的意义。

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