“未來，不僅要發(fā)展好氫能，更要發(fā)展好氫經(jīng)濟(jì)。”在11月16日舉行的2022中國國際石化大會分論壇未來能源大會上，與會專家、研究學(xué)者、行業(yè)代表熱烈討論了我國能源轉(zhuǎn)型給石化化工行業(yè)帶來的發(fā)展機(jī)遇和未來能源的發(fā)展趨勢，并一致肯定了氫能在未來能源體系中的重要地位，提出了發(fā)展氫能的技術(shù)路線圖。

為什么是氫能？節(jié)能減排的必然選擇

中國電建海外事業(yè)部副總經(jīng)理、黨工委副書記，中國電建集團(tuán)國際工程有限公司黨委副書記、董事、總經(jīng)理陳觀福表示，在各個國家的減排措施中，發(fā)展可再生能源成為普遍選擇，氫能的受青睞程度也節(jié)節(jié)攀升。

氫能緣何從眾多可再生能源中脫穎而出，成為未來能源的主角?

對此，全國工商聯(lián)新能源商會專業(yè)副會長兼秘書長曾少軍表示，原因主要有兩方面。首先，氫能屬于零排放能源，在氧氣中燃燒的產(chǎn)物只有水；其次，氫能的能量密度高，在所有可再生能源中，只有氫能的能量密度可與傳統(tǒng)化石能源抗衡。

“氫能不僅是未來能源，更是通向未來的能源。”電動汽車百人會氫能委員會主任、山東氫古新能源技術(shù)研究院院長張真指出，氫能是現(xiàn)代能源體系的樞紐。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，氫能可與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)融合發(fā)展，共同推進(jìn)綠色高質(zhì)量發(fā)展，比如與產(chǎn)業(yè)鏈上游的能源、新材料、裝備制造領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)鏈下游的綠色金融、碳市場等，都能形成非常好的聯(lián)動，未來將帶動10萬億級的新興產(chǎn)業(yè)規(guī)模。預(yù)計到2050年，中國氫能的需求量將達(dá)到6千萬噸。對于突破氫能發(fā)展面臨的瓶頸，必維國際檢驗(yàn)集團(tuán)中國大工業(yè)事業(yè)群氫能業(yè)務(wù)總監(jiān)劉忠勇認(rèn)為，一是要安全可靠，提高相關(guān)裝備、設(shè)施的安全性；二是要質(zhì)量可控，這決定了氫能行業(yè)發(fā)展能走多遠(yuǎn);三是成本可用，要能與傳統(tǒng)能源的價格媲美。

如何獲得氫能？發(fā)展生物制氫技術(shù)

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授、中美生物燃料聯(lián)合研究中心執(zhí)行主任李十中談道，目前即使是非綠氫能的生產(chǎn)成本也要達(dá)到28~43元/千克，儲運(yùn)成本在30元/千克左右。高企的成本，以及加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的配套程度，都限制了氫能的發(fā)展。他指出，我國的生物制氫技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，如果能將每年還田的秸稈和可開發(fā)的鹽堿地用于發(fā)展生物制綠氫，不僅能有效地解決成本高、儲運(yùn)難、碳排放高等問題，而且有利于發(fā)展形成具有中國特色的氫能供應(yīng)體系。

“目前，生物制氫主要有生物甲烷制氫、生物炭制氫和生物乙醇制氫3種方法，而我國在這3方面都具有一定的發(fā)展優(yōu)勢。”李十中談道，首先，國內(nèi)生物甲烷制氫技術(shù)發(fā)展迅速，按照國內(nèi)生物甲烷的產(chǎn)生量為1500億~2000億立方米/年計算，至少可以生產(chǎn)6000萬噸綠氫。其次，在生物炭制氫產(chǎn)業(yè)鏈方面，我國相關(guān)技術(shù)已處于國際領(lǐng)先水平，1噸秸稈可生產(chǎn)416千克紙、80千克木糖、30千克醋酸和360千克生物炭。如果用這種技術(shù)將每年還田的4億噸秸稈用于生物碳制氫，至少可以生產(chǎn)4000萬噸綠氫。再者，清華大學(xué)已研制出鎳基水滑石催化劑，不僅解決了貴金屬催化劑成本較高的問題，同時將生物乙醇制氫的轉(zhuǎn)化率提高到99%以上，氫氣收率也達(dá)到90%。更重要的是，相較于電解水制氫，生物乙醇制氫節(jié)約設(shè)備占地面積，每千克氫能的成本在32.5元左右，在可接受范圍內(nèi)。未來，可將生物乙醇制氫設(shè)備引進(jìn)到現(xiàn)有的加油站內(nèi)直接使用，有助于解決氫能發(fā)展過程中的基礎(chǔ)設(shè)施難題。

“除現(xiàn)有的大量秸稈，我國還有15億畝鹽堿地，其中5億畝可進(jìn)行開發(fā)利用。若將這些土地用于種植耐旱、耐鹽堿的作物，就能同時解決‘飯碗’和‘能源’兩個問題。”李十中表示。

怎么發(fā)展氫能？貫通上下游實(shí)現(xiàn)規(guī)模化

“目前，單從技術(shù)指標(biāo)來看，我國已與世界先進(jìn)水平基本持平，但是整個工程化能力還有所欠缺，而且還需要更多時間來驗(yàn)證現(xiàn)有技術(shù)的可行性。”張真說道。

對于氫能如何實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、工程化發(fā)展，多位與會專家給出了相同的答案：搭建綠電—綠氫—綠氨產(chǎn)業(yè)鏈。

“氨既是氫能載體，也是零碳燃料，在構(gòu)建‘氫能社會’方面有望發(fā)揮重要作用，加快發(fā)展集綠氨產(chǎn)業(yè)、氫能產(chǎn)業(yè)及可再生能源產(chǎn)業(yè)于一體的‘零碳循環(huán)’產(chǎn)業(yè)鏈，對保障國家能源安全和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。”中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會副會長李彬說道。

“綠氫的發(fā)展離不開綠電，綠氫的大規(guī)模開發(fā)利用，取決于可再生能源發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步、系統(tǒng)效率的提升以及綜合成本下降等因素。氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游要合力貫通綠電—綠氫—儲運(yùn)—新應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。”陳觀福說道。

中國化學(xué)工程集團(tuán)有限公司投資事業(yè)部副總經(jīng)理韓紅梅表示，綠氫在生產(chǎn)綠氨時的效率是最高的，綠氨作為化學(xué)品再利用時的效率也是最高的。合成氨下游應(yīng)用場景是豐富且發(fā)達(dá)的，關(guān)鍵是絕大部分下游應(yīng)用場景是氮、氫兩種元素同時向下游轉(zhuǎn)化，搭建綠氫、綠氨產(chǎn)業(yè)鏈有非常大的發(fā)展空間。

“做好這個工程化方案的關(guān)鍵在于做好兩個銜接，一個是從電到氫的銜接，另一個是從氫到氨的銜接，也就是要有合適的制氫技術(shù)和合成氨裝置。同時，還要采取輔助手段來緩沖這兩個銜接環(huán)節(jié)的波動性，比如在第一個銜接處盡量采用大電網(wǎng)、綠電交易的方式來輔助維持電網(wǎng)的平衡和穩(wěn)定;在第二個銜接處，可通過設(shè)置中間儲罐進(jìn)行緩沖，以降低對合成氨裝置的復(fù)合波動。此外，為保障電能的穩(wěn)定供應(yīng)，也可適當(dāng)加配儲能設(shè)備。目前，綠電—綠氫—綠氨的產(chǎn)業(yè)模式尚處于發(fā)展的初始階段，要著重考慮在綠氨的高質(zhì)化應(yīng)用領(lǐng)域樹立產(chǎn)品標(biāo)簽。”韓紅梅建議。

李十中表示，綠氫制綠氨的產(chǎn)品收率與煤制合成氨的產(chǎn)品收率基本持平，大約1.4噸原料產(chǎn)1噸產(chǎn)品。當(dāng)下，全球大約已有20個綠電—綠氫—綠氨項(xiàng)目正在規(guī)劃建設(shè)中。未來，國內(nèi)有關(guān)企業(yè)要著力實(shí)現(xiàn)此產(chǎn)業(yè)模式的工程化。（中國化工報 劉冰逸）