綠氫將成為氫能供應(yīng)體系重要組成部分

發(fā)布時(shí)間：

2023-02-20

氫氣具有原料、燃料雙重屬性，來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng)下，我國能源生產(chǎn)消費(fèi)方式逐漸轉(zhuǎn)向綠色低碳，將推動(dòng)氫能供應(yīng)體系逐步以綠氫為基礎(chǔ)進(jìn)行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分，進(jìn)一步加強(qiáng)供應(yīng)體系建設(shè)將有助于能源生產(chǎn)消費(fèi)方式變革。

氫氣具有原料、燃料雙重屬性，來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng)下，我國能源生產(chǎn)消費(fèi)方式逐漸轉(zhuǎn)向綠色低碳，將推動(dòng)氫能供應(yīng)體系逐步以綠氫為基礎(chǔ)進(jìn)行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分，進(jìn)一步加強(qiáng)供應(yīng)體系建設(shè)將有助于能源生產(chǎn)消費(fèi)方式變革。

 

一）氫能供應(yīng)體系將逐步以綠氫為基礎(chǔ)進(jìn)行重塑

2020年，我國氫氣產(chǎn)能約為4.1×107t，產(chǎn)量約為3.342×107t，其中化石能源制氫占比為78%，工業(yè)副產(chǎn)氫占比為21%，而綠氫在氫能供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比可以忽略（電解水制氫占比僅為1%）。在消費(fèi)側(cè)，氫氣主要作為原料用于化工（如合成甲醇、合成氨）、煉油等工業(yè)領(lǐng)域。

著眼中長期，預(yù)計(jì)2060年我國氫氣需求量超過1×108t，氫能占終端能源消費(fèi)的比重約為20%，主要作為原料、燃料應(yīng)用于工業(yè)和交通領(lǐng)域（分別占需求總量的60%、30%）。在碳中和情景下，若基于目前以化石能源制氫為主體的氫能供應(yīng)體系，氫氣生產(chǎn)的碳排放量預(yù)計(jì)為1×109t/a，遠(yuǎn)高于碳匯所能中和的碳排放量。因此，在推動(dòng)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的過程中，氫能供應(yīng)體系需逐步以綠氫為基礎(chǔ)進(jìn)行重塑，輔以加裝碳捕集裝置的化石能源制氫方式，才能改變氫能生產(chǎn)側(cè)的高碳格局。預(yù)計(jì)在碳中和情景下，氫能生產(chǎn)側(cè)的綠氫產(chǎn)量為1×108t/a，在全部氫能中的占比超過80%。綠氫生產(chǎn)總量和占比均逐步提升，在推動(dòng)氫能供應(yīng)體系變革的同時(shí)，為氫能在能源電力轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更大價(jià)值創(chuàng)造了條件。

 

（二）綠氫將是新能源供給消納體系的重要組成部分

根據(jù)我國當(dāng)前的風(fēng)能、太陽能資源稟賦進(jìn)行測算，風(fēng)電、光伏發(fā)電的技術(shù)可開發(fā)規(guī)模超過1.3×1010kW。綜合考慮氫能供應(yīng)體系低碳化、技術(shù)成熟度、與現(xiàn)代能源體系契合度等因素可以認(rèn)為，采用風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的電力進(jìn)行電解水制氫，是最有可能規(guī)模化發(fā)展的綠氫制備途徑，將逐步成為氫能供應(yīng)的主要來源。

以2060年綠氫需求量計(jì)算，新能源發(fā)電裝機(jī)容量、發(fā)電量分別超過2×109kW、5×1012kW·h，在總發(fā)電裝機(jī)容量、發(fā)電量中的占比分別超過25%、20%。而根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，有色金屬冶煉是我國目前用電量占比最高的行業(yè)，2021年占全社會用電量的比重僅為8.4%。因此，在碳中和情景下，綠電制氫很可能超越金屬冶煉等高耗能工業(yè)，成為新型電力系統(tǒng)中最大的單一用電負(fù)荷。

在中長期開展大規(guī)模綠電制氫，將綠氫作為新能源電力的重要轉(zhuǎn)換形式，推動(dòng)氫電融合并實(shí)現(xiàn)綠電和綠氫的靈活高效轉(zhuǎn)化，主要有三方面價(jià)值。

① 發(fā)揮氫能連接新能源、終端用能的耦合作用，將新能源電力轉(zhuǎn)化為物質(zhì)形態(tài)，豐富新能源消納途徑；促進(jìn)更高比例的新能源應(yīng)用，滿足下游大規(guī)模用氫需求，減少交通等領(lǐng)域?qū)τ蜌獾男枨螅档陀蜌鈱ν庖来娑取?/p>

② 發(fā)揮氫能長時(shí)儲能優(yōu)勢，解決新能源出力和負(fù)荷需求存在的長周期、季節(jié)性電量不匹配問題；通過氫能發(fā)電為電網(wǎng)提供容量支撐，提升新型電力系統(tǒng)的韌性，改善綠色電力安全可靠供應(yīng)水平。

③ 綠電制氫過程中產(chǎn)生的綠氧，可滿足冶金、化工、機(jī)械制造等行業(yè)的用氧需求。