綠氫耦合加速煉化低碳轉型

在當前全球低碳轉型的大背景下，作為我國能源化工領域的重要“支柱”，煉化行業加速綠色轉型勢在必行。

在近日舉行的2024氫能產業高質量發展大會上，與會專家表示，綠氫作為清潔能源在煉化行業中展現出巨大的減碳潛力。雖然當前面臨諸多挑戰，但隨著技術進步和政策支持發力，氫能產業有望在未來實現成本的大幅降低和應用場景的廣泛拓展。通過優化氫能產業鏈布局，加強技術創新，推動政策和市場機制的完善，煉化行業將更好地融入氫能經濟，實現可持續發展，助力能源結構轉型和“雙碳”目標的實現。

煉化耦合綠氫減少碳排放

中國寰球工程有限公司首席技術專家張來勇表示，當前石油化工行業正面臨著前所未有的低碳轉型壓力：石化化工行業碳排放量約17億噸，約占全國碳排放總量的14%。

張來勇指出，“雙碳”目標下，綠電與綠氫的替代是煉化行業實現“碳中和”的重要解決方案；我國將形成以可再生能源為生產主體、電、氫為消費主體的新型低碳能源體系；新能源發電、儲能、氫能全產業鏈一體化耦合是石化行業綠色低碳轉型技術發展方向之一。

為解決煉化生產流程長、綜合用能負荷高、電氣化率提升難度大、CO?捕集和利用成本高等現狀，張來勇表示，具體可以通過產能端綠色替代、消費端流程再造、固碳端固碳轉化等方式實現“三端”協同發展和減碳，打通綠電綠氫與固碳轉化全產業技術鏈，實現變革性減碳與低碳零碳生產方式構建。

“以新能源耦合煤制烯烴為例，通過新能源電解水制氫過程生產綠氫綠氧，綠氫的加入可以替代或者部分替代變換單元，增加甲醇、烯烴產量，調節碳氫比例并顯著減低工藝CO?排放。綠氧的補充也可以替代或部分替代空分制氧，減少空分裝置動力消耗導致的CO?排放。”張來勇表示，我國西北地區某300萬噸/年新能源耦合煤制烯烴項目，項目年消耗原料煤922萬噸，使用電解水制氫自發綠電43億千瓦時，全年碳排放量為1138萬噸/年，折合噸烯烴CO?排放3.43噸，遠低于行業平均水平。

綠氫制取仍面臨不少問題

據了解，工業部門用氫規模將長期保持氫能應用主體地位?！笆逦濉睔淠苷脊I用能比重基本穩定，在5%左右。

“工業部門用氫以原料為主，未來將向燃料拓展，規模將從2020年的3000萬噸增至2030年的3600萬噸。其中，化工用氫規?；痉€定，煉油用氫將在達峰后略有降低。”中國石化集團經濟技術研究院有限公司副總工程師劉瀟瀟表示，中長期看低碳氫將是工業等難脫碳領域實現減碳目標的關鍵。

煉化等工業領域低碳氫的應用前景雖然廣闊，但目前仍面臨綠氫制取成本高、儲運成本高、加氫站建設運行成本高、制取與消費端不適配等問題。

中國石油天然氣集團有限公司煉油化工高級專家、中國石油石油化工研究院黨委委員王凌指出，綠氫制取的電費成本和設備成本偏高；氫氣難以儲存的特性和高安全標準導致儲運困難和供應鏈成本高，在100千米的運輸距離下，氫氣綜合儲運成本超過10元/千克；加氫站建設運行成本高，加之利用達不到滿負荷，進一步推高了氫能綜合成本。

此外，在綠氫制取與消費端適配方面也存在空間錯配和時間錯配的問題。王凌指出表示，大型風光電基地集中在西北和北部地區，而綠氫消費需求主要集中在中東部地區，需要通過電網輸電或氫網輸氫。煉油、合成氨、合成甲醇作為氫氣消納的主要領域對穩定運行有較高要求，間歇的可再生能源制得的綠氫很難與安穩長滿優的煉化生產裝置直接匹配。

專家為耦合發展指明方向

面對日益嚴峻的挑戰，氫能產業的未來發展戰略與布局尤為關鍵。

張來勇提出，要加速氫能需求創造，政策層面支持示范項目建設?！疤貏e是利用氫能與化工行業在生產端和利用端的先發優勢，短期內實現‘中心式’氫能需求創造，實現生產過程中低碳排放?！彼f，要明確綠色化學品與綠色燃料的標準，并納入認證體系。應結合國內氫能產業發展，研究制定符合我國國情，同時與國際標準接軌、具有符合中國特色的綠色化學品、綠色燃料標準，降低綠色貿易壁壘和國際監管風險。推進綠色氫基能源全產業鏈綠色價值認證，建立完善綠色氫基能源生命周期碳排放核算體系，以碳價值激勵氫基能源產業規?；l展。

王凌表示，此外，還要強化綠色產品運銷保證，推進氫基能源低碳發展。

他指出，氫能布局的發力點在于管道輸氫和電氫協同發展。她指出，管道輸氫是氫氣跨地域長距離運輸的最有效的途徑，布局純氫管道和加快天然氣管道摻氫勢在必行。”在電力全國一張網和天然氣全國一張網基礎上，布局規劃氫能全國一張網，鼓勵企業消納摻氫天然氣實現碳減排是可行之策。此外，電氫協同可以有效平衡綠電隨機性、波動性對電力系統的影響。積極利用區域能源資源稟賦導致靈活性需求差異發展“能源區域綜合化”，通過離網—并網型新能源開發的模式打造新型“源網荷儲一體化”，大幅提升新能源消納比例，可支撐能源綠色轉型和按期實現“雙碳”目標。