“两高”行业转型任务紧迫 绿氢技术应用大势所趋

山东省发改委日前发布的《全省“两高”行业能效改造升级实施方案》提出，推动“两高”(高耗能、高排放)行业绿色低碳转型，开展绿色低碳技术攻关，推广绿色低碳技术成果。无独有偶，浙江省于近日就调整高耗能企业电价征求意见，拟通过电价政策引导高耗能行业转型。地方政府要求减排降耗，已逐渐成为趋势。

技术创新是“两高”行业实现低碳转型的重要路径，其中，通过引入可再生能源制备的“绿氢”，是多个领域脱碳的关键。国家发展改革委高技术司副司长王翔指出，氢能具有清洁低碳属性和跨界应用潜力，是高耗能、高排放行业的优质替代能源。通过广泛推广氢能在用能终端的应用，将有效减少温室气体排放。

绿氢助力“两高”转型

在双碳背景下，“两高”行业转型升级需求迫切，而绿氢将提供重要的助力。中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院副所长李庆勋接受记者采访时表示，“两高”中的水泥、钢铁等需要燃料产生高温的行业，通过开发新工艺，“绿氢”替代燃煤和焦炭，可大幅降低二氧化碳排放，推动行业实现碳达峰和碳中和。

李庆勋还指出，可再生能源电解水制备的“绿氢”可以视为零碳原料，对于“两高”中的炼化、合成氨和煤制液体燃料等以氢气为原料的行业，“绿氢”逐步或部分替代化石原料制得的“灰氢”，有助于提升能效水平，将低于基准能效水平的“落后”产能提升至“一般”产能或“先进”产能，延长相关生产装置使用寿命，降低基础设施投入。

在“两高”行业中，作为国民经济支柱产业的钢铁，是绿氢推动脱碳的重点领域。冶金工业规划研究院党委书记李新创告诉记者，在钢铁领域的低碳发展进程中，绿氢将发挥替代传统化石燃料，减少二氧化碳排放的重要作用。他表示，一方面，氢能用于钢铁冶炼，可以从源头上实现低碳炼铁;另一方面，氢能还可以在钢物流中替代传统化石能源，从而降低碳排放。

在绿氢助力“两高”行业减排降耗的同时，“两高”行业的低碳转型需求，也将为氢能的发展带来巨大的机遇。记者了解到，在碳中和目标下，钢铁、水泥、化工等行业，未来都需要使用大量的绿氢替代化石能源和原料。从中长期来看，这些行业提供的多样化的应用场景和巨大的市场需求，将成为氢能产业发展的重要驱动力。

李庆勋指出，“两高”行业大多属于能源密集型产业，能源需求量大，有利于将风光可再生能源丰富地区制得的“绿氢”大规模就地消纳，降低氢气储存和运输成本。同时，化工生产的氨和甲醇作为高含氢液体产品，是理想的储氢介质，既可在应用端分解制氢，也可作为燃料直接用于交通和发电，进一步丰富氢能应用场景。

变革之路逐步开启

当前，“两高”行业正在加快变革步伐，积极探索绿氢技术应用。据李庆勋介绍，在炼化行业，中国石油玉门油田绿氢示范项目、中国石化新疆库车绿氢示范项目均已开工建设，两个项目制得的绿氢将供应相关炼化企业，替代现有天然气化石能源制氢;在甲醇行业，宁夏宝丰太阳能电解水制氢综合示范项目已经投产;在合成氨行业，远景科技规划在内蒙赤峰建设风光制绿氢绿氨一体化示范项目。

而在钢铁行业，李新创表示，近年来，中国宝武、晋南钢铁、建龙集团等优秀企业，在高炉富氢冶炼技术、氢气竖炉直接还原技术、氢气直接还原炼铁技术、氢基熔融还原炼铁技术等推动大规模脱碳的技术路线研发示范方面不断推进，并取得重要突破，不仅为推动中国钢铁行业落实“双碳”目标的低碳冶金技术路线的实质性形成起到重要引领作用，同时在带动相关绿色低碳产业发展，提升技术、标准、市场等多领域国际话语权等方面都会带来重要促进作用。

李新创进一步介绍，在高炉富氢冶炼技术方面，晋南钢铁集团开展2000m?3;级高炉规模化喷吹氢气技术应用项目;氢气竖炉直接还原技术方面，河钢集团与意大利特诺恩合作，共同研发、建设120万吨规模氢冶金示范工程;中国宝武推动在湛江建设100万吨/年氢基竖炉直接还原项目;氢基熔融还原炼铁技术方面，建龙集团在内蒙古乌海建设的年产30万吨赛思普氢基熔融还原法生产高纯铸造生铁项目。

不过，由于氢能产业发展正处于起步阶段，绿氢应用仍然面临诸多瓶颈。“目前，氢冶金成本较高，是限制技术推广应用的关键点之一，”李新创告诉记者，对于钢铁行业中绿氢的应用，技术成本有待进一步降低是一个主要的瓶颈，未来需要大量的科技攻关，以提升其经济性和竞争力。

李庆勋认为，氢能在“两高”行业应用推广的瓶颈主要是绿氢成本偏高、可再生能源电力不足。他表示，目前，生产1吨绿氢需要消耗5万度绿电，以山东省煤电上网电价基准价0.3949元/度计算，仅电力成本就高达2万元/吨氢;同时，该省2021年可再生能源发电量912亿度，即使全部用来制取绿氢也仅能生产182万吨，制绿氢的富余可再生电力不足。

市场手段推动创新

面对绿氢产业发展和应用的瓶颈，推动“两高”产业低碳转型离不开政策发力。李庆勋指出，在政策方面，需要依法合理确定“两高”项目能效核定标准，不搞“一刀切”和“运动式”减碳，更多通过市场手段推动“两高”行业绿色低碳转型，实现新旧动能转换。

此外，李庆勋还强调，为加快绿氢技术创新和应用等推广，政策应加快推进可再生能源电力隔墙售电政策制定和落实，使“两高”行业相关企业能够低成本获得绿电，进而制得绿氢替代灰氢;同时，政策还需要落实好碳排放配额政策，使利用绿氢的企业获得“看得见的利益”。

“任何创新都不是一个线性过程，充满多维度的不确定性，也并不是所有的技术创新都能推向市场或大规模部署。”李新创表示，先进前沿低碳技术的研发投入大、周期长、风险高，不仅仅是基础研究，更需要通过应用研究和示范实践，最终具备商业性和竞争力。要充分发挥“有为政府”与“有效市场”双轮驱动的作用。

李新创认为，结合绿氢目前在钢铁行业应用中存在的挑战和困境，未来应坚持创新驱动发展，加快氢能创新体系建设，加大低碳清洁氢能产业科技创新投入，提升各类主体创新能力和低碳清洁氢制取技术自主化水平，提高可再生能源制氢转化效率和单台装置制氢规模，突破氢能基础设施环节关键核心技术。

在李庆勋看来，未来氢能产业发展应着力做好绿氢生产储运降成本和绿氢利用新工艺开发两方面工作，降成本方面，可在化工园区建立规模适中的气体岛项目，促进电解水制氢装置连续稳定运行和副产品氧气高值化利用，摊薄氢气制取和储运成本;新工艺开发方面，应加快现有“两高”行业终端电气化水平和新型电催化技术开发，从源头上提高能效利用水平。