氢能广泛深度参与碳中和进程(图)

  [中国石化新闻网2024-03-04]

  2023年，我国氢气供应量3541万吨，其中，煤制氢占比64.6%、电解水制氢占比不足0.5%。随着碳排放约束的增强和电解水制氢经济性的提升，我国化石能源制氢将于“十五五”期间达峰并下行，电解水制氢将于2030年前后开启规模化发展阶段。预计到2060年，我国氢气供应量增至8580万吨，其中煤制蓝氢和天然气制蓝氢占比7%、电解水制氢占比89.5%，制氢耗能占我国一次能源消费总量的18%。
  近中期，灰氢是我国的主导氢源，技术成熟，价格低廉，但制氢直接碳排放约占我国能源活动碳排放总量的4%。当前，我国煤制灰氢和天然气制灰氢规模约2800万吨，处在峰值平台期，占氢气供应总量的78%左右。预计2030年后，在碳排放约束政策下，碳排放成本升高推动灰氢成本加速上涨，使得灰氢市场竞争力减弱、供应逐步萎缩，到2060年基本退出。
  展望远期，绿氢将成为我国的主导氢源，并在氢气供应低碳化、能源消费低碳化进程中发挥关键作用。在电解水制氢技术升级、智能化制造和可再生能源发电降本共同作用下，我国绿氢有望于2030~2035年迈过经济性“拐点”，进入规模化发展阶段。预计我国绿氢供应量将于2030年增至300万吨，于2035年达到1188万吨，于2040~2045年突破3000万吨，正式成为我国主导氢源（占专门制氢50%以上），于2060年达到7680万吨。
  蓝氢是我国氢源低碳化的重要补充，将于2030年后提速发展。尽管蓝氢发展有其特定适用场景，但是整体来看蓝氢经济性在近中期不及灰氢、远期不及绿氢，使得蓝氢产业规模扩张存在局限。
  氢气是一种二次、甚至三次能源，氢能和可再生能源的渗透推广将深度重构我国能源供给与利用模式。
  应用场景趋于多元化，2060年消费总量增至8580万吨
  展望未来的氢能社会，氢能将扮演燃料、原料、储能介质等多重角色，广泛深度地参与工业、交通、建筑、发电等部门的碳中和进程。预计2060年，我国氢能消费规模达8580万吨，占我国终端能源消费总量近12%。
  我国氢能消费增长历程可以划分为三大阶段：
  示范发展阶段（当前至2035年）。在此期间，氢能交通、绿氢炼化、氢冶金等应用场景尚不具备经济规模，95%以上的氢气仍用于工业领域。预计这一阶段我国氢能消费规模增长缓慢，年均增速在1.5%左右；氢能消费规模增幅有限，增至4264万吨，较当前增长23%左右。
  快速推广阶段（2036~2050年）。在此期间，预计我国氢能消费量约6790万吨。尽管工业部门仍将占据氢能消费量的2/3左右，但氢能应用场景从以炼油化工为主向冶金、水泥、玻璃、陶瓷等场景推广，并在交通、建筑等领域实现规模化应用。预计氢能占我国终端能源消费总量的比重将从4.5%增至8%。
  多元应用阶段（2051~2060年）。我国能源转型进入碳达峰收官阶段，“燃料”将与“原料”并列成为氢能的最主要用途，预计我国氢能消费规模将再扩张26%左右。氢能的多元化应用主要体现在3个层面：一是作为一种平价的零碳燃料，广泛用于工业领域，提供高品位热；二是氢能以甲醇、氨等氢基燃料的形式，助力航空、水运等行业深度脱碳；三是氢储能和氢发电将成为确保我国电力系统安全稳定的重要一环。