山東省發(fā)改委日前發(fā)布的《全省“兩高”行業(yè)能效改造升級實施方案》提出，推動“兩高”(高耗能、高排放)行業(yè)綠色低碳轉型，開展綠色低碳技術攻關，推廣綠色低碳技術成果。無獨有偶，浙江省于近日就調整高耗能企業(yè)電價征求意見，擬通過電價政策引導高耗能行業(yè)轉型。地方政府要求減排降耗，已逐漸成為趨勢。
技術創(chuàng)新是“兩高”行業(yè)實現(xiàn)低碳轉型的重要路徑，其中，通過引入可再生能源制備的“綠氫”，是多個領域脫碳的關鍵。國家發(fā)展改革委高技術司副司長王翔指出，氫能具有清潔低碳屬性和跨界應用潛力，是高耗能、高排放行業(yè)的優(yōu)質替代能源。通過廣泛推廣氫能在用能終端的應用，將有效減少溫室氣體排放。
綠氫助力“兩高”轉型
在雙碳背景下，“兩高”行業(yè)轉型升級需求迫切，而綠氫將提供重要的助力。中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院副所長李慶勛接受記者采訪時表示，“兩高”中的水泥、鋼鐵等需要燃料產(chǎn)生高溫的行業(yè)，通過開發(fā)新工藝，“綠氫”替代燃煤和焦炭，可大幅降低二氧化碳排放，推動行業(yè)實現(xiàn)碳達峰和碳中和。
李慶勛還指出，可再生能源電解水制備的“綠氫”可以視為零碳原料，對于“兩高”中的煉化、合成氨和煤制液體燃料等以氫氣為原料的行業(yè)，“綠氫”逐步或部分替代化石原料制得的“灰氫”，有助于提升能效水平，將低于基準能效水平的“落后”產(chǎn)能提升至“一般”產(chǎn)能或“先進”產(chǎn)能，延長相關生產(chǎn)裝置使用壽命，降低基礎設施投入。
在“兩高”行業(yè)中，作為國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的鋼鐵，是綠氫推動脫碳的重點領域。冶金工業(yè)規(guī)劃研究院黨委書記李新創(chuàng)告訴記者，在鋼鐵領域的低碳發(fā)展進程中，綠氫將發(fā)揮替代傳統(tǒng)化石燃料，減少二氧化碳排放的重要作用。他表示，一方面，氫能用于鋼鐵冶煉，可以從源頭上實現(xiàn)低碳煉鐵;另一方面，氫能還可以在鋼物流中替代傳統(tǒng)化石能源，從而降低碳排放。
在綠氫助力“兩高”行業(yè)減排降耗的同時，“兩高”行業(yè)的低碳轉型需求，也將為氫能的發(fā)展帶來巨大的機遇。記者了解到，在碳中和目標下，鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)，未來都需要使用大量的綠氫替代化石能源和原料。從中長期來看，這些行業(yè)提供的多樣化的應用場景和巨大的市場需求，將成為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅動力。
李慶勛指出，“兩高”行業(yè)大多屬于能源密集型產(chǎn)業(yè)，能源需求量大，有利于將風光可再生能源豐富地區(qū)制得的“綠氫”大規(guī)模就地消納，降低氫氣儲存和運輸成本。同時，化工生產(chǎn)的氨和甲醇作為高含氫液體產(chǎn)品，是理想的儲氫介質，既可在應用端分解制氫，也可作為燃料直接用于交通和發(fā)電，進一步豐富氫能應用場景。
變革之路逐步開啟
當前，“兩高”行業(yè)正在加快變革步伐，積極探索綠氫技術應用。據(jù)李慶勛介紹，在煉化行業(yè)，中國石油玉門油田綠氫示范項目、中國石化新疆庫車綠氫示范項目均已開工建設，兩個項目制得的綠氫將供應相關煉化企業(yè)，替代現(xiàn)有天然氣化石能源制氫;在甲醇行業(yè)，寧夏寶豐太陽能電解水制氫綜合示范項目已經(jīng)投產(chǎn);在合成氨行業(yè)，遠景科技規(guī)劃在內(nèi)蒙赤峰建設風光制綠氫綠氨一體化示范項目。
而在鋼鐵行業(yè)，李新創(chuàng)表示，近年來，中國寶武、晉南鋼鐵、建龍集團等優(yōu)秀企業(yè)，在高爐富氫冶煉技術、氫氣豎爐直接還原技術、氫氣直接還原煉鐵技術、氫基熔融還原煉鐵技術等推動大規(guī)模脫碳的技術路線研發(fā)示范方面不斷推進，并取得重要突破，不僅為推動中國鋼鐵行業(yè)落實“雙碳”目標的低碳冶金技術路線的實質性形成起到重要引領作用，同時在帶動相關綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升技術、標準、市場等多領域國際話語權等方面都會帶來重要促進作用。
李新創(chuàng)進一步介紹，在高爐富氫冶煉技術方面，晉南鋼鐵集團開展2000m?3;級高爐規(guī)模化噴吹氫氣技術應用項目;氫氣豎爐直接還原技術方面，河鋼集團與意大利特諾恩合作，共同研發(fā)、建設120萬噸規(guī)模氫冶金示范工程;中國寶武推動在湛江建設100萬噸/年氫基豎爐直接還原項目;氫基熔融還原煉鐵技術方面，建龍集團在內(nèi)蒙古烏海建設的年產(chǎn)30萬噸賽思普氫基熔融還原法生產(chǎn)高純鑄造生鐵項目。
不過，由于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于起步階段，綠氫應用仍然面臨諸多瓶頸。“目前，氫冶金成本較高，是限制技術推廣應用的關鍵點之一，”李新創(chuàng)告訴記者，對于鋼鐵行業(yè)中綠氫的應用，技術成本有待進一步降低是一個主要的瓶頸，未來需要大量的科技攻關，以提升其經(jīng)濟性和競爭力。
李慶勛認為，氫能在“兩高”行業(yè)應用推廣的瓶頸主要是綠氫成本偏高、可再生能源電力不足。他表示，目前，生產(chǎn)1噸綠氫需要消耗5萬度綠電，以山東省煤電上網(wǎng)電價基準價0.3949元/度計算，僅電力成本就高達2萬元/噸氫;同時，該省2021年可再生能源發(fā)電量912億度，即使全部用來制取綠氫也僅能生產(chǎn)182萬噸，制綠氫的富余可再生電力不足。
市場手段推動創(chuàng)新
面對綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展和應用的瓶頸，推動“兩高”產(chǎn)業(yè)低碳轉型離不開政策發(fā)力。李慶勛指出，在政策方面，需要依法合理確定“兩高”項目能效核定標準，不搞“一刀切”和“運動式”減碳，更多通過市場手段推動“兩高”行業(yè)綠色低碳轉型，實現(xiàn)新舊動能轉換。
此外，李慶勛還強調，為加快綠氫技術創(chuàng)新和應用等推廣，政策應加快推進可再生能源電力隔墻售電政策制定和落實，使“兩高”行業(yè)相關企業(yè)能夠低成本獲得綠電，進而制得綠氫替代灰氫;同時，政策還需要落實好碳排放配額政策，使利用綠氫的企業(yè)獲得“看得見的利益”。
“任何創(chuàng)新都不是一個線性過程，充滿多維度的不確定性，也并不是所有的技術創(chuàng)新都能推向市場或大規(guī)模部署。”李新創(chuàng)表示，先進前沿低碳技術的研發(fā)投入大、周期長、風險高，不僅僅是基礎研究，更需要通過應用研究和示范實踐，最終具備商業(yè)性和競爭力。要充分發(fā)揮“有為政府”與“有效市場”雙輪驅動的作用。
李新創(chuàng)認為，結合綠氫目前在鋼鐵行業(yè)應用中存在的挑戰(zhàn)和困境，未來應堅持創(chuàng)新驅動發(fā)展，加快氫能創(chuàng)新體系建設，加大低碳清潔氫能產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新投入，提升各類主體創(chuàng)新能力和低碳清潔氫制取技術自主化水平，提高可再生能源制氫轉化效率和單臺裝置制氫規(guī)模，突破氫能基礎設施環(huán)節(jié)關鍵核心技術。
在李慶勛看來，未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展應著力做好綠氫生產(chǎn)儲運降成本和綠氫利用新工藝開發(fā)兩方面工作，降成本方面，可在化工園區(qū)建立規(guī)模適中的氣體島項目，促進電解水制氫裝置連續(xù)穩(wěn)定運行和副產(chǎn)品氧氣高值化利用，攤薄氫氣制取和儲運成本;新工藝開發(fā)方面，應加快現(xiàn)有“兩高”行業(yè)終端電氣化水平和新型電催化技術開發(fā)，從源頭上提高能效利用水平。
