中国储能网讯:最近,国家发展改革委、国家能源局联合发布文件,明确指出,推动终端能源消费转型由电能替代为主向电、氢、氨等多元清洁替代转变,推动主要用能领域成为能源转型的重要引擎。这传达出一个明确信号:未来新能源利用将不再单纯依赖电能替代,探索氢能、氨能等多元化能源替代方案,将是未来终端能源消费的重要方向。
当前,产业向低碳、绿色纵深领域推进,已成为全球可持续发展的大趋势。从细分领域来看,航空、航运、化工、冶金、煤电等产业的降碳面临较大挑战,需要各方通力合作。产业低碳化背景下,绿色氢基能源也将在多领域产业绿色转型中扮演重要角色。
“政策+市场”驱动快速增长
绿色氢基能源是指在风、光、生物质等绿色能源的框架下,以“氢”为载体而形成的二次能源,如绿氨、绿色甲醇等。业内人士认为,这拓展了与传统电力并行的“液体电力”这一新型清洁能源形式。
在全球范围内,在应对气候变化、能源绿色转型的大环境下,许多国家将发展绿色氢基能源纳入政府能源策略。2023年,欧盟公布了一揽子气候应对计划,将航空、航运、冶金、氢、化肥等在内的领域纳入欧盟碳排放交易体系,为绿氢、绿色甲醇、绿氨、绿色航煤等绿色燃料或绿色化工原料等需求提供了巨大的推动力。2024年第二季度,西班牙、印度、荷兰、智利、德国、澳大利亚、日本等国先后发布针对绿氢的补贴政策,以谋求在全球竞争中保持战略优势。
从2020年起,我国陆续出台一系列产业政策,推进重点领域节能减排和绿色转型,为绿色氢氨醇产业发展创造了条件。2022年,国家发展改革委、国家能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划(2021~2035)》,明确将氢能作为战略性新兴产业的重点发展方向。今年7月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024~2027年)》,要求改造建设后煤电机组应具备掺烧10%以上绿氨的能力,将催生约3亿吨的绿氨年需求量。8月,国务院新闻办公室发布《中国的能源转型》白皮书,再次强调推动化工、冶金领域可再生能源制氢示范应用。
如今,绿色氢基能源正在成为终端能源消费的“新蓝海”。随着科技不断进步,绿色氢氨醇技术不断成熟,其在各领域的应用场景广泛。在交通领域,它可以作为替代燃料,用于轮船、汽车等;在电力领域,它被用作燃料电池的氢源,应用于电力供应系统;在冶金、航空、航海等较难直接实现电能替代的领域,电制氢、电制氨醇燃料等技术也可间接达到脱碳目标。此外,相比化石传统燃料,绿色氢氨醇的燃烧过程更清洁、环保,更适应市场绿色转型的大趋势。
助力破解新能源消纳难
在政策红利和市场需求等因素的驱动下,绿色氢氨醇产业热度持续上升。根据国际氢能委员会报告,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求。数据显示,目前我国氢能行业市场规模已超5000亿元,截至今年8月,我国绿色氢氨醇项目数量已超过500个,累计绿氢产能超过1020万吨。目前,包括马士基、中国远洋海运集团、地中海航运在内的全球航运巨头都已开始选择绿色甲醇燃料,而中国石化、中国能源建设集团等能源央企也已率先布局绿色氢氨醇产业。
绿色氢氨醇的生产过程包括利用风能、太阳能等可再生能源发电,通过电解水制氢,再将氢气与氮气或二氧化碳合成氨或甲醇,形成从能源生产到化工产品制造的完整产业链。近年来,随着我国新能源发电装机容量迅猛增长,富余的风光资源消纳压力进一步加大。在此背景下,在西部和东北部风、光、水资源禀赋优越的地区,打通“绿电—绿氢—绿氨/绿醇”产业一体化将带动产业链上、中、下游发展,成为破解新能源消纳难题的新途径。
作为新兴业态,绿色氢氨醇产业发展模式尚处于初级阶段,其生产及应用还面临多个挑战。从技术层面看,其生产成本偏高、技术尚不成熟,与传统化石能源相比经济性相对较差;从商业模式看,其市场规模有限,更多应用场景有待摸索挖掘;从政策支持看,目前绿氢在国际上没有官方组织的认证,相关细分领域的标准和规范尚不完备;从安全性看,其运输过程中需要确保运输工具的稳定性,以防发生燃料泄漏等安全问题。
如何实现产业化发展
实现绿色氢氨醇广泛应用和产业化发展,需要克服生产成本高、市场规模小、标准不完善、安全性低等困难。在中国能源研究会的大力推动下,8月6日,国内首个绿色燃料创新联合体——长春市绿色燃料创新联合体成立仪式暨研讨会在长春榆树市举行,旨在搭建平台、研讨问题、形成共识、聚合力量,进一步推动绿色燃料产业高质量发展。同期发布的“长春市绿色燃料创新联合体倡议”在技术创新、产业发展、示范应用、行业监管和自律、国际交流与合作等方面提出建议。
综合绿色氢氨醇产业各相关企业发展情况及专家的看法意见,本文认为,要实现绿色氢氨醇广泛应用和产业化发展,还有很长的路要走,必须重点关注并研究解决以下问题。
政策方面,应制定明确的产业发展规划,确立绿色氢氨醇产业的战略地位,明确发展目标、路径和重点任务。同时,应出台支持性政策,如财政补贴、税收优惠、低息贷款等,激励企业加大投入,并建立健全产业标准体系,规范产业发展秩序,推动产业标准化、规模化发展,避免产业过热或未热先“卷”。
技术方面,应加大科研投入,突破电解水制氢、氢气储存与运输、氨醇合成等关键技术瓶颈。同时,鼓励产学研用合作,推动创新成果快速转化应用,并加强知识产权保护,激发企业和科研机构的创新活力。
降本方面,应优化电解水制氢工艺和设备,提高能源转换效率,降低制氢成本;利用可再生能源发电,降低电力成本对绿色氢氨醇产业的影响;推进规模化生产,发挥规模经济效应,进一步降低成本。
市场方面,应拓展绿色氢氨醇的应用领域,如交通运输、储能、化工原料等,以增加市场需求。同时,加强市场宣传和推广,提高公众对绿色氢氨醇产业的认识和接受度;建立健全销售网络和服务体系,提升客户满意度和市场占有率。
安全方面,应建立健全相关法规标准并强化执行,明确各环节的安全要求和责任主体,提升技术设备安全水平,加强人员安全培训,完善应急响应机制,确保绿色氢氨醇产业的生产、储存、运输全链条安全可控,降低安全风险。
国际合作方面,作为负责任的大国,我国要加强与国际先进企业和科研机构的交流合作,引入先进技术和管理经验;参与国际标准和规则的制定,提升我国绿色氢氨醇产业的国际竞争力;推动跨国合作项目,共同开拓国际市场,实现互利共赢。
经过多方共同努力,我国绿色氢基能源的发展前景必然是广阔的,其在未来能源结构中将占据重要位置,成为推动全国能源转型的重要力量。
(作者系中国能源研究会研究员、双碳产业合作分会主任。编辑:王伟 郝怡柯)