一名工作人員在江蘇國富氫能技術裝備股份有限公司的儲氫設備生產車間內作業。 新華社記者 楊 磊攝
河北省遷安市一家製氫企業(ye) 的加氫站。 新華社記者 楊世堯攝
日前，工業(ye) 和信息化部、國家發展改革委、國家能源局發布實施《加快工業(ye) 領域清潔低碳氫應用實施方案》（以下簡稱《方案》），提出以拓展清潔低碳氫在工業(ye) 領域應用場景為(wei) 著力點，加快技術裝備產(chan) 品升級，打造產(chan) 業(ye) 轉型升級新增長點。
氫能具備清潔環保、能量密度高、來源豐(feng) 富等優(you) 勢，是大力實施可再生能源替代化石能源的重要抓手之一。加快工業(ye) 領域清潔低碳氫應用，是促進工業(ye) 節能降碳、推進新型工業(ye) 化的重要路徑。專(zhuan) 家表示，推進清潔低碳氫在工業(ye) 領域實現示範應用，將做大做強綠色低碳產(chan) 業(ye) ，有力支撐工業(ye) 綠色低碳轉型，構建綠色增長新引擎。
支撐工業(ye) 低碳轉型
我國是全球最大的氫氣生產(chan) 國和消費國，工業(ye) 領域是清潔低碳氫最大的用武之地。近年來，我國氫能產(chan) 業(ye) 發展迅速，涵蓋了氫氣製取、存儲(chu) 、運輸、應用全鏈條。
“將工業(ye) 副產(chan) 氫作為(wei) 氫能來源之一，是《方案》的一大亮點。”國家電投集團科學技術研究院戰略研究總監劉偉(wei) 告訴記者，《方案》提出加快工業(ye) 副產(chan) 氫和可再生能源製氫等清潔低碳氫應用，方向更加聚焦。
工業(ye) 副產(chan) 氫是指將富含氫氣的氯堿尾氣、焦爐煤氣等工業(ye) 尾氣作為(wei) 原料，通過變壓吸附等技術將其中的氫氣分離提純的製氫方式。可再生能源製氫則指的是通過太陽能、風力等可再生能源發電進行電解水製氫的方式。相比可再生能源製氫，工業(ye) 副產(chan) 氫成本較低、更易獲取，有助於(yu) 為(wei) 氫能產(chan) 業(ye) 鏈提供穩定氫源。
在重工業(ye) 中，受工業(ye) 流程限製，化工、鋼鐵、建材行業(ye) 碳減排空間較小，屬於(yu) 典型的難脫碳行業(ye) 。“當前，我國80%以上氫消費量用於(yu) 化工行業(ye) ，推廣應用固體(ti) 氧化物電解製氫技術，能以較低的原材料成本、較高的能源轉化效率，有效耦合工業(ye) 餘(yu) 熱，推進難脫碳行業(ye) 低碳與(yu) 零碳化改造。”中國工程院院士、中國礦業(ye) 大學（北京）教授彭蘇萍介紹。
近年來，我國氫氣生產(chan) 平穩增長，可再生能源製氫潛力巨大。2023年，我國氫氣產(chan) 量超3500萬(wan) 噸，占全球產(chan) 量的三分之一左右。我國可再生能源裝機規模居全球第一位，據測算，截至2024年6月，我國可再生能源製氫產(chan) 能突破10萬(wan) 噸/年，規劃及在建產(chan) 能約800萬(wan) 噸/年。
專(zhuan) 家預測，到2030年，清潔低碳氫將成為(wei) 鋼鐵、化工等行業(ye) 重要零碳原料，年消費量分別達到174萬(wan) 噸、376萬(wan) 噸。到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億(yi) 噸左右，在終端能源消費中占比約為(wei) 20%，其中工業(ye) 領域用氫需求7794萬(wan) 噸，占氫總需求量的60%。
“氫能與(yu) 鋼鐵、石化、化工、建材、機械、交通、電力、輕工等總量規模大的眾(zhong) 多行業(ye) 關(guan) 聯度高，帶動性強，能夠助力用能終端深度脫碳，為(wei) 工業(ye) 綠色發展提供有效支撐。”中國產(chan) 業(ye) 發展促進會(hui) 氫能分會(hui) 副會(hui) 長兼秘書(shu) 長張宇說。
彭蘇萍表示，加快氫能及泛氫能源在工業(ye) 領域的清潔低碳應用，能夠發揮對實現碳達峰碳中和目標的支撐作用，有效促進經濟社會(hui) 綠色轉型，並帶動相關(guan) 產(chan) 業(ye) 科技創新升級。
拓展工業(ye) 用氫場景
突出應用場景驅動，對典型應用場景建設作出係統安排，是《方案》的另一特點。“《方案》聚焦冶金、化工、交通等重點行業(ye) 領域，提出清潔低碳氫七大應用場景，並從(cong) 技術創新、產(chan) 業(ye) 化示範、模式探索、清潔低碳氫源、其他關(guan) 鍵原料來源等方向，明確了30項具體(ti) 任務。”中國電子信息產(chan) 業(ye) 發展研究院總工程師秦海林介紹。
隨著我國在突破氫能關(guan) 鍵核心技術難題上取得積極進展，一批重大項目投產(chan) 運行，工業(ye) 領域規模化應用清潔低碳氫可行性得到不斷驗證。
在氫能應用方麵，我國以氫燃料電池汽車示範應用為(wei) 先導，逐步向冶金、化工、船舶等行業(ye) 領域拓展。廣東(dong) 湛江百萬(wan) 噸級氫基豎爐冶金項目、新疆庫車萬(wan) 噸級綠氫煉化項目等陸續運行。
去年9月，全球首條陶瓷工業(ye) 氨氫零碳燃燒技術示範量產(chan) 線在廣東(dong) 佛山正式投產(chan) ，通過改造原有的輥道窯爐，用氨氫燃燒取代天然氣燃燒，傳(chuan) 統工業(ye) 窯爐成為(wei) 低碳窯爐。據測算，這項技術如果逐步應用於(yu) 佛山160條陶瓷板（磚）生產(chan) 線，將直接減少二氧化碳排放66.5萬(wan) 噸/年。
在實現碳達峰碳中和目標背景下，清潔低碳氫作為(wei) 優(you) 質二次能源，在工業(ye) 領域應用不斷拓展，場景不斷豐(feng) 富，發揮著越來越重要的作用。
“《方案》從(cong) 清潔低碳氫替代、氫碳耦合、氫氮耦合、氫電融合等多領域，針對替代環節、技術路徑、利用方向、產(chan) 業(ye) 協同、項目建設要求等多方麵，提出具體(ti) 工作方向、要求和技術選擇建議，對推動石化化工行業(ye) 與(yu) 氫能產(chan) 業(ye) 協同高質量發展、提升行業(ye) 原料替代水平、降低碳排放，具有十分重要的指導作用。”中國石油和化學工業(ye) 聯合會(hui) 黨(dang) 委常委、副會(hui) 長孫偉(wei) 善表示。
秦海林認為(wei) ，工業(ye) 領域清潔低碳氫應用場景建設和市場培育將加快推進，成為(wei) 氫能規模化發展的重要突破口，有力拓展氫能產(chan) 業(ye) 發展空間，激發綠色低碳發展新動能。
多方合力突破瓶頸
氫能是麵向未來的前沿新興(xing) 產(chan) 業(ye) ，尚未孕育出成熟的產(chan) 業(ye) 形態，推動工業(ye) 領域清潔低碳氫應用仍麵臨(lin) 許多挑戰，需政府、企業(ye) 、科研機構等多方共同努力。
推進工業(ye) 領域清潔低碳氫應用，首要在於(yu) 降本增效。目前，氫能生產(chan) 成本較高，大規模長距離儲(chu) 運困難，成為(wei) 工業(ye) 領域清潔低碳氫應用的製約因素。
“我國氫能產(chan) 業(ye) 發展已經到了關(guan) 鍵時刻，未來的重點在於(yu) 降低氫能生產(chan) 和運輸成本，並將其廣泛應用於(yu) 多元化的能源示範工程場景中。要加強技術研發和政策支持，進一步推動氫能產(chan) 業(ye) 鏈完善與(yu) 升級。”彭蘇萍表示。
秦海林建議，要聚焦可再生能源電力這個(ge) 主要成本來源，積極推動各地探索適宜的電價(jia) 機製政策，並對符合條件的氫冶金等低碳前沿技術產(chan) 業(ye) 化示範項目給予產(chan) 能延期置換政策支持，從(cong) 而降低工業(ye) 領域製氫用氫成本。
“缺乏配套的基礎設施，是製約工業(ye) 領域清潔低碳氫應用的因素之一。”劉偉(wei) 表示，需統籌資金、項目、政策等，加大基礎設施保障支持，合理布局製氫設施、穩步構建儲(chu) 運體(ti) 係、統籌規劃加氫網絡，加快構建安全、穩定、高效的氫能供應網絡。
工業(ye) 領域清潔低碳氫應用還麵臨(lin) 技術成熟度低、標準缺乏等難題。專(zhuan) 家建議，要充分發揮各類創新主體(ti) 、載體(ti) 作用，係統推進關(guan) 鍵產(chan) 品技術攻關(guan) 、中試轉化、工程化應用，著力提升檢驗檢測、產(chan) 業(ye) 信息、創新成果轉化等公共服務能力。
同時，著眼於(yu) 清潔低碳氫認定、碳足跡等關(guan) 鍵標準製定，加快完善氫冶金、綠色甲醇、綠色合成氨等氫能應用關(guan) 鍵技術和設備設施標準體(ti) 係，為(wei) 氫能工程建設和生產(chan) 運行安全管理提供有力支撐，為(wei) 企業(ye) 利用氫能降低碳排放創造前提條件，加快推動清潔低碳氫規模化應用。
《方案》明確，到2027年，工業(ye) 領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣將取得積極進展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業(ye) 實現規模化應用，在工業(ye) 綠色微電網、船舶、航空、軌道交通等領域實現示範應用，形成一批氫能交通、發電、儲(chu) 能商業(ye) 化應用模式。
工業(ye) 和信息化部節能與(yu) 綜合利用司有關(guan) 負責人表示，下一步，將有序發展可再生能源製氫，支持工業(ye) 企業(ye) 、工業(ye) 園區開展氫能供給消納相結合的一體(ti) 化應用，著力提升高效製氫電解槽等重點產(chan) 品性能指標和批量化生產(chan) 能力，加快突破關(guan) 鍵技術工藝，研究製定水電解製氫裝備製造行業(ye) 規範條件，支持有條件的地區打造氫能產(chan) 業(ye) 先進製造業(ye) 集群和中小企業(ye) 特色產(chan) 業(ye) 集群。
