綠氫將成為氫能供應體系重要組成部分
發布時間：
2023-02-20
氫氣具有原料、燃料雙重屬性，來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰略目標引領下，我國能源生產消費方式逐漸轉向綠色低碳，將推動氫能供應體系逐步以綠氫為基礎進行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分，進一步加強供應體系建設將有助于能源生產消費方式變革。
氫氣具有原料、燃料雙重屬性，來源豐富、用途廣泛。在碳中和戰略目標引領下，我國能源生產消費方式逐漸轉向綠色低碳，將推動氫能供應體系逐步以綠氫為基礎進行重塑。綠氫作為新能源供給消納體系的重要組成部分，進一步加強供應體系建設將有助于能源生產消費方式變革。
一）氫能供應體系將逐步以綠氫為基礎進行重塑
2020年，我國氫氣產能約為4.1×107t，產量約為3.342×107t，其中化石能源制氫占比為78%，工業副產氫占比為21%，而綠氫在氫能供應結構中占比可以忽略（電解水制氫占比僅為1%）。在消費側，氫氣主要作為原料用于化工（如合成甲醇、合成氨）、煉油等工業領域。
著眼中長期，預計2060年我國氫氣需求量超過1×108t，氫能占終端能源消費的比重約為20%，主要作為原料、燃料應用于工業和交通領域（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體系，氫氣生產的碳排放量預計為1×109t/a，遠高于碳匯所能中和的碳排放量。因此，在推動實現碳中和目標的過程中，氫能供應體系需逐步以綠氫為基礎進行重塑，輔以加裝碳捕集裝置的化石能源制氫方式，才能改變氫能生產側的高碳格局。預計在碳中和情景下，氫能生產側的綠氫產量為1×108t/a，在全部氫能中的占比超過80%。綠氫生產總量和占比均逐步提升，在推動氫能供應體系變革的同時，為氫能在能源電力轉型中發揮更大價值創造了條件。
（二）綠氫將是新能源供給消納體系的重要組成部分
根據我國當前的風能、太陽能資源稟賦進行測算，風電、光伏發電的技術可開發規模超過1.3×1010kW。綜合考慮氫能供應體系低碳化、技術成熟度、與現代能源體系契合度等因素可以認為，采用風電、光伏發電等新能源的電力進行電解水制氫，是最有可能規模化發展的綠氫制備途徑，將逐步成為氫能供應的主要來源。
以2060年綠氫需求量計算，新能源發電裝機容量、發電量分別超過2×109kW、5×1012kW·h，在總發電裝機容量、發電量中的占比分別超過25%、20%。而根據中國電力企業聯合會的統計數據，有色金屬冶煉是我國目前用電量占比最高的行業，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，成為新型電力系統中最大的單一用電負荷。
在中長期開展大規模綠電制氫，將綠氫作為新能源電力的重要轉換形式，推動氫電融合并實現綠電和綠氫的靈活高效轉化，主要有三方面價值。
① 發揮氫能連接新能源、終端用能的耦合作用，將新能源電力轉化為物質形態，豐富新能源消納途徑；促進更高比例的新能源應用，滿足下游大規模用氫需求，減少交通等領域對油氣的需求，降低油氣對外依存度。
② 發揮氫能長時儲能優勢，解決新能源出力和負荷需求存在的長周期、季節性電量不匹配問題；通過氫能發電為電網提供容量支撐，提升新型電力系統的韌性，改善綠色電力安全可靠供應水平。
③ 綠電制氫過程中產生的綠氧，可滿足冶金、化工、機械制造等行業的用氧需求。
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