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綠色甲醇納入國(guó)家鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)目錄,萬(wàn)億氫能產(chǎn)業(yè)賽道迎來(lái)“新解法”

澎湃新聞發(fā)布時(shí)間:2024-01-17 15:35:42  作者:黃振中

  2023年12月27日,國(guó)家發(fā)展改革委修訂發(fā)布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2024年本)》,《目錄》在新能源鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)的發(fā)電互補(bǔ)技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域,增加了“電解水制氫和二氧化碳催化合成綠色甲醇”,為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的落地應(yīng)用與市場(chǎng)普及打開(kāi)了新思路。綠色甲醇合成技術(shù)有助于破解氫能“制儲(chǔ)運(yùn)加”各環(huán)節(jié)難題,為氫能源安全高效運(yùn)用提供了落地路徑,是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”、建設(shè)現(xiàn)代能源體系的重要抓手,有望推動(dòng)全球加速由低碳化向零碳化、負(fù)碳化邁進(jìn)。

正在建造的甲醇動(dòng)力雙燃料船 央視網(wǎng)

  一、技術(shù)突破為綠色氫醇大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)

  綠色甲醇又稱“液態(tài)陽(yáng)光”,是利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源分解水制綠氫,再由綠氫加二氧化碳在催化劑作用下合成的清潔能源。合成技術(shù)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大連化物所,該技術(shù)的突破也源于研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)——一是先進(jìn)的規(guī)?;姶呋纸馑茪浼夹g(shù);二是高選擇性、高穩(wěn)定的二氧化碳加氫制甲醇催化技術(shù)。在創(chuàng)新技術(shù)的支撐下,綠色甲醇合成技術(shù)為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新契機(jī)。氫能作為最清潔的終極能源,是能源轉(zhuǎn)型的最終目標(biāo),我國(guó)也已逐步建立起氫能生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈體系,根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)至2025和2035年,氫能行業(yè)產(chǎn)值將分別達(dá)1萬(wàn)億和5萬(wàn)億規(guī)模;2050年,氫能在我國(guó)終端能源體系中占比將超10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達(dá)12萬(wàn)億元。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大潛能背后,氫能在“制儲(chǔ)運(yùn)加”各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)仍面臨這一系列挑戰(zhàn),帶來(lái)成本、安全、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的挑戰(zhàn),制約著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與落地應(yīng)用。從技術(shù)路線上看,綠色甲醇合成技術(shù)可以看成“制氫”與“儲(chǔ)氫”兩大環(huán)節(jié),通過(guò)可再生能源發(fā)電“制氫”,并結(jié)合二氧化碳催化合成綠色甲醇完成“儲(chǔ)氫”,從而提供了安全高效穩(wěn)定的載體,為氫能源在運(yùn)、加、用等后端環(huán)節(jié)奠定了基礎(chǔ)。

圖 “液態(tài)陽(yáng)光”綠色甲醇制備流程示意圖

  二、綠色甲醇開(kāi)辟了氫能大規(guī)模安全應(yīng)用新賽道

  (一) “綠氫不貴”,破解綠氫制備污染大成本高難題

  氫能的核心意義在于實(shí)現(xiàn)能源的“去碳化”,但化石能源制氫環(huán)節(jié)的大量碳排放顯然違背氫能發(fā)展的初衷。當(dāng)前,我國(guó)仍主要采用化石能源制氫,2020年我國(guó)氫氣總產(chǎn)量達(dá)到2,500萬(wàn)噸,81%產(chǎn)量源于煤炭與天然氣,其中煤制氫占我國(guó)氫能產(chǎn)量的62%,遠(yuǎn)高于全球平均水平(19%)。使用煤炭每生產(chǎn)1公斤“灰氫”,會(huì)產(chǎn)生11公斤二氧化碳,制氫過(guò)程中產(chǎn)生了大量碳排放,阻礙我國(guó)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。電解水制氫技術(shù)不產(chǎn)生二氧化碳,但受制于技術(shù)和高成本,我國(guó)電解水制氫占比僅1%。中科院大連化物所開(kāi)發(fā)的規(guī)?;⒌湍芎暮透叻€(wěn)定性電解水制氫技術(shù),推動(dòng)單位氫能耗降低至4.3度電/方氫以內(nèi),其效率在目前全球規(guī)?;瘔A性電解水制氫技術(shù)中位于前列。根據(jù)測(cè)算,當(dāng)可再生電力價(jià)格降到每度電0.2元,以4.3度電/方氫的效率,可以實(shí)現(xiàn)“一塊錢(qián)一方氫”,已基本接近煤制氫成本,制備綠氫具備經(jīng)濟(jì)可行性。而根據(jù)中國(guó)銀河證券、萬(wàn)聯(lián)證券等相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算,目前青海等優(yōu)質(zhì)資源地區(qū)光伏度電成本已降至0.2元/千瓦時(shí);到2025年,在光資源充沛的區(qū)域,光伏度電電力成本有望達(dá)到0.15元/千瓦時(shí),可再生能源規(guī)模化制綠氫將迎來(lái)爆發(fā)期。

  (二)“用氫不難”,氫醇成為氫能落地應(yīng)用的有效載體

  由于氫氣的易泄露、易燃易爆特性,氫氣在儲(chǔ)、運(yùn)、加、用環(huán)節(jié)均面臨高成本、高危險(xiǎn)等一系列問(wèn)題,導(dǎo)致氫能應(yīng)用難以大范圍推廣普及。從“儲(chǔ)運(yùn)”環(huán)節(jié)來(lái)看,電解水制氫的主要成本為用電成本,采用可再生能源發(fā)電是降低發(fā)電成本的關(guān)鍵途徑,但受限于我國(guó)可再生能源資源的分布狀況,制氫端與用氫端存在著較大的時(shí)間和空間錯(cuò)位性。而由于氫氣儲(chǔ)運(yùn)的管道輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)尚未建立,且短時(shí)間難以完成;而氫的低溫液化存儲(chǔ)或高壓壓縮存儲(chǔ)均具有較高難度與成本,制氫端與用氫端之間的高儲(chǔ)運(yùn)成本是用氫成本高的重要原因。綠色甲醇具備常溫常壓儲(chǔ)運(yùn)的優(yōu)勢(shì),可以作為氫能的穩(wěn)態(tài)載體,從制氫端安全、高效、低成本運(yùn)送到用氫端,大幅降低儲(chǔ)運(yùn)成本。從“加用”環(huán)節(jié)來(lái)看,氫氣的易泄露、易燃以及大范圍爆炸濃度,導(dǎo)致其在城市內(nèi)的加、用環(huán)節(jié)均具備較大危險(xiǎn)性;同時(shí),由于技術(shù)因素加氫站、氫燃料電池汽車等建設(shè)與制造成本較高,導(dǎo)致消費(fèi)端使用成本偏高。綠色甲醇加注與使用與當(dāng)前加油站及燃油汽車體系相近,改造成本與技術(shù)難度更低,通過(guò)綠色甲醇重整制氫等方式,可大幅提升氫能的落地應(yīng)用及安全性,為城市內(nèi)氫能儲(chǔ)存、加注以及氫燃料汽車用氫提供更為安全、加注便捷的氫源,用氫不見(jiàn)氫,實(shí)現(xiàn)氫能安全、高效、低成本應(yīng)用。

  (三)“有效固碳”,提升“碳中和”的落地性與經(jīng)濟(jì)性

  碳捕集利用與封存(CCUS)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的關(guān)鍵技術(shù)手段,在產(chǎn)生大量碳排放的電力行業(yè)以及水泥、鋼鐵等工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺,但前端的碳捕捉環(huán)節(jié)成本高,而后端的碳封存環(huán)節(jié)不具備經(jīng)濟(jì)效益,二氧化碳轉(zhuǎn)化利用環(huán)節(jié)仍普遍存在規(guī)模小、不成熟等挑戰(zhàn),限制著我國(guó)CCUS的發(fā)展。綠色甲醇具備較高的二氧化碳消納能力,每噸綠色甲醇可轉(zhuǎn)化1.375噸二氧化碳,以化工行業(yè)為例,我國(guó)每年約有8000萬(wàn)噸甲醇產(chǎn)能,若大規(guī)模推廣綠色甲醇,可直接消納1.1億噸級(jí)二氧化碳,間接消納二氧化碳2.4億噸二氧化碳,相當(dāng)于增加2.7億立方米的森林積蓄量。同時(shí),綠色甲醇擁有豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,如替代煤炭燃燒發(fā)電、替代汽柴油作為交通工具燃料、替代化石能源作為工業(yè)供熱燃料等,隨著綠色甲醇應(yīng)用場(chǎng)景拓展,二氧化碳消納能力將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)攀升。另外,與化石能源相比,綠色甲醇燃燒不會(huì)產(chǎn)生額外新增的二氧化碳,用碳但不增碳,推動(dòng)碳捕捉與碳利用形成閉環(huán)。

全球首個(gè)十萬(wàn)噸級(jí)綠色低碳甲醇工廠安陽(yáng)甲醇工廠投產(chǎn) 新華財(cái)經(jīng)

  三、加快綠色甲醇技術(shù)應(yīng)用示范,構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新賽道

  (一)支持綠色甲醇納入我國(guó)現(xiàn)代能源體系規(guī)劃

  支持綠色甲醇列入國(guó)家新能源范疇,納入我國(guó)現(xiàn)代能源體系建設(shè),對(duì)綠色甲醇生產(chǎn)、應(yīng)用、技術(shù)等方面在國(guó)家層面提出發(fā)展目標(biāo),出臺(tái)支持綠色甲醇發(fā)展的專項(xiàng)文件,發(fā)揮政策引導(dǎo)作用推動(dòng)綠色甲醇加速發(fā)展。建立綠色甲醇應(yīng)用推廣行動(dòng)計(jì)劃,明確負(fù)責(zé)部門(mén),建立綠色甲醇在交通、能源、工業(yè)、消費(fèi)等領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,制定系統(tǒng)完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)章制度,保障綠色甲醇行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。統(tǒng)籌推進(jìn)綠色甲醇基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),重點(diǎn)支持可再生能源制氫回醇項(xiàng)目建設(shè),推進(jìn)綠色甲醇加注站、綠色甲醇發(fā)電充電站等補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃布局,鼓勵(lì)綠色用能產(chǎn)業(yè)園區(qū)和企業(yè)利用綠色甲醇發(fā)展微電網(wǎng)及分布式能源系統(tǒng)。

  (二)支持綠色甲醇作為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的落地路徑

  加強(qiáng)綠色甲醇技術(shù)對(duì)氫能制取、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用等各環(huán)節(jié)應(yīng)用的支持,引導(dǎo)與支持氫能龍頭企業(yè)以及一批“專精特新”中小企業(yè)參與綠色甲醇技術(shù)研發(fā)與電解水制氫關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)。發(fā)揮綠色甲醇儲(chǔ)能容量大、儲(chǔ)運(yùn)安全且低成本的載體優(yōu)勢(shì),支持應(yīng)用綠色甲醇儲(chǔ)運(yùn)氫能,降低儲(chǔ)氫運(yùn)氫成本,有效提升氫能儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域的商業(yè)化水平。支持綠色甲醇重整制氫技術(shù)研發(fā)與攻關(guān),支持在終端推廣甲醇制氫加注站、甲醇重整制氫燃料電池汽車等多種氫能應(yīng)用形式,推動(dòng)氫能應(yīng)用更具安全性、經(jīng)濟(jì)性。

  (三)加強(qiáng)綠色甲醇應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)與應(yīng)用市場(chǎng)推廣

  加強(qiáng)綠色甲醇在工業(yè)、交通、發(fā)電、建筑、消費(fèi)等領(lǐng)域的示范應(yīng)用,以市場(chǎng)應(yīng)用為牽引,推動(dòng)綠色甲醇規(guī)?;l(fā)展,加快構(gòu)建商業(yè)化應(yīng)用路徑。針對(duì)碳排放量最大的電力熱力行業(yè),前瞻探索綠色甲醇替代燃煤發(fā)電的實(shí)施方案,研究其產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)等方面的可行性,加快在工業(yè)供熱、居民用熱領(lǐng)域使用綠色甲醇替代煤炭等化石能源供熱。支持以綠色甲醇為燃料的的甲醇汽車納入我國(guó)新能源汽車管理體系,對(duì)綠色甲醇燃料汽車、綠色甲醇重整制氫汽車等甲醇汽車給予優(yōu)惠補(bǔ)貼。加快物流及生產(chǎn)用車輛燃料清潔化,支持工農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、重卡車輛等柴油動(dòng)力車船采用綠色甲醇作為替代燃料,設(shè)立柴油動(dòng)力車船禁售退出時(shí)間。

  (四)遴選深圳等重點(diǎn)城市開(kāi)展綠色甲醇應(yīng)用場(chǎng)景示范

  支持深圳、廣州、上海、杭州、長(zhǎng)沙等新能源消費(fèi)重點(diǎn)城市,打造綠色甲醇應(yīng)用示范區(qū),優(yōu)先在汽車、儲(chǔ)能、消費(fèi)等領(lǐng)域,著力打造綠色甲醇應(yīng)用重大場(chǎng)景,在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、成果轉(zhuǎn)化、企業(yè)培育、產(chǎn)業(yè)升級(jí)等方面創(chuàng)新工作模式。支持龍頭企業(yè)、高校、科研院所等聯(lián)合探索綠色甲醇的應(yīng)用技術(shù),開(kāi)展場(chǎng)景創(chuàng)新的“產(chǎn)-學(xué)-研-用”合作。支持地方政府、行業(yè)協(xié)會(huì)、專業(yè)服務(wù)機(jī)構(gòu)圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、能源應(yīng)用需求征集應(yīng)用場(chǎng)景,鼓勵(lì)舉辦場(chǎng)景創(chuàng)新活動(dòng),發(fā)布場(chǎng)景創(chuàng)新成果,并為場(chǎng)景供給方、研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、投資機(jī)構(gòu)提供高端交流平臺(tái),加強(qiáng)交流合作。

  來(lái)源:澎湃新聞   文|黃振中 中國(guó)(深圳)綜合開(kāi)發(fā)研究院 新經(jīng)濟(jì)研究所項(xiàng)目研究員

 


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