石化企业氢能业务发展现状及建议.pdf
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2、国地质大学(北京)油气田开发工程专业,博士,高级经济师,目前主要从事油气经济评价工作。氢能具有资源丰富、能量密度大、生态友好以及应用场景丰富等特点,可实现全产业链零污染,被称为“人类的终极能源”。氢能产业科技含量高、产业链长、社会效益好,是实现能源结构调整的战略新兴产业。据国际氢能委员会测算,到 世纪中叶,氢能将占据全球能源消费总量近 ,该产业还将创造 万个就业机会,其市场规模超过 万亿美元,可减少 二氧化碳排放量 。在能源低碳转型的大背景下,氢能作为优质的清洁能源受到美国、日本和欧盟等国家和组织的高度重视,它们各自出台了一系列发展战略和产业政策,并投入大量资金进行关键技术攻关,推动了氢能产业
3、的迅速发展。中国对氢能产业的发展也高度重视,年发布的 国家中长期科技发展规划纲要 中就提到了氢能,此后,陆续出台了 中华人民共和国能源法(征求意见稿)中国氢能产业基础设施发展蓝皮书 氢能产业发展中长期规划 等多项产业政策及发展规划,将氢能划入能源种类,并从战略定位、产业结构、科技创新等多方面引导和鼓励氢能产业发展。当前,中国氢能产业体系日益完备,形成了多个产业集聚发展区 。氢能全产业链概述氢能具有非常广泛的产业链,涵盖了氢气的制备、储存、运输和氢能的应用等多个环节。氢能产业的发展对新能源、交通运输、钢铁和化工等多个领域具有重要意义。氢气制备根据氢气的生产来源和排放情况,可以分为种类型:灰氢(通
4、过工业副产品制氢,成本低,碳排放量大)、蓝氢(通过化石燃料制氢并运用碳捕捉和封存技术,成本较高,碳排放量较低)以及绿氢(利用再生能源制氢,成本较高,但无碳排放)。目前,氢气的制取有 种较为成熟的技术路线:一是使用化石能源,如煤炭和天然气等制取氢气;二是利用焦炉煤气、氯碱尾气和丙烷脱氢等工业副产气来制取氢气;三是通过碱性电解水和酸性质子交换膜电解水等方法来制取氢气 。中国是全球最大的制氢国家,年产氢气约 。就氢气的来源而言,目前我国主要以煤制氢为主,约占 ;天然气制氢占比为 ;石油制氢和工业副产气制氢占比为 ;电解水制氢仅占 。影响选择制备氢气方式的主要限制因素是成本,煤制氢的成本为 元 ,天然
5、气制氢的成本为 元 ,工业副产气转化第 卷第 期 年 月 石 油 化 工 技 术 与 经 济 制氢的成本为 元 ,电解水制氢的成本为 元 。氢气储运氢气的储存和运输技术是制约氢能产业大规模发展和应用的关键问题之一。氢气在常温、常压下为气体,容易扩散,储能密度低,燃烧温度范围广,容易使金属材料产生氢脆,因而增加了高效安全输送和储存的困难。目前主要的氢气储存方式有:高压气态储存、低温液态储存、液态有机储存和固态储存。一般根据储氢状态和运输量的不同,将氢气的运输方式划分为气氢输送、液氢输送和固氢输送。适用于大规模氢能运输的技术方案主要有高压气氢拖车、液氢槽车、管道输氢 种方式,高压气氢拖车运输是中国
6、目前主流的氢气运输方式;液氢槽车运输具有质量密度高、氢气纯度高的优点,但是存在能耗高、投资大及成本高的缺点;管道输氢方式包括纯氢管道输送和天然气掺氢管道输送,可实现大规模、远距离、低成本运输氢气。目前,全球范围内氢气输送管道总里程已超过 ,中国在用的输氢管道仅数百公里,输氢管道建设则仍处于起步阶段。氢能应用氢能在国际上被广泛地应用于交通、储能、工业、民用等主要终端领域,并持续拓展工业领域的替代应用空间。根据中国氢能联盟的预测,到 年,中国对氢气的需求将达到 ,在终端能源体系中占比为 ;到 年,氢能在终端能源体系中的占比将超过 。但当前氢能在中国应用场景比较单一,主要应用于工业领域及交通领域。在
7、交通领域,目前的核心应用是燃料电池和燃料电池汽车,氢燃料电池的优势在于加氢时间短、续航里程长、零排放。在工业领域,氢能具有高燃烧热值的特性,被广泛应用于钢铁、冶金、石化和水泥等工业生产过程中,用作原材料或提供高温热能,是实现工业领域深度脱碳的重要手段。在中国的氢气消费结构中,合成氨、甲醇和石油炼化行业占据了 以上的份额。石化企业氢能产业发展现状在低碳转型的大趋势下,国内外大型石化企业纷纷投入到氢能产业,依据自身的业务布局和发展规划,探索各自独具特色的产业发展模式。各大石化企业虽然发展路径各有不同,但均取得了长足的进展。国际石化企业氢能产业发展现状()埃克森美孚认为清洁氢气有力地推动了工业向低碳
8、经济转型,其目标是在未来几年实现以氢能为代表的低碳解决方案业务指数级增长。年,埃克森美孚宣布将于 年启动其位于得克萨斯州的大型氢工厂,使其成为世界上最大的低碳氢项目。()壳牌积极布局氢能领域,为了提高氢能的经济性,注重从制氢、储存、运输到利用的一体化发展。该公司在全球范围内拥有广泛的业务,包括欧洲最大的绿氢项目 荷兰鹿特丹 海上风电制氢项目、德国莱茵已建成并运营的 电解水制氢项目,中国张家口 绿色氢能一体化示范项目等。()将氢能视为其五大能源转型增长引擎之一,计划到 年每年生产 绿氢,并在核心市场占据 的份额。由于蓝氢具有明显的成本优势,决定大力发展蓝氢业务,并宣布 年在英格兰建设产能为 的蓝
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