跳出顏色桎梏，聚焦整體降碳，加快工業領域應用 氫能迎來新機
2024年12月31日。
在去年的最後一天，工業和信息化部、國家發展改革委、國家能源局等三部門公佈《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》，為近兩年產業漸起的氫能再次加碼。
與以往政界、學界談及氫能必為顏色所困，言及氫能必強調綠氫的基調不同的是，這一次把「清潔低碳氫」作為標籤。這既是對以往認識困局的一次合理的突破，更是對當下產業現狀的正視，為氫能發展進一步放開手腳，推動傳統產業製氫、用氫的快速發展，從而服務全國綠色轉型的發展訴求。
到底什麼樣的氫才是清潔低碳氫，與綠氫有怎樣的關係？本次發佈的方案都有哪些突破性的規定，會有怎樣的積極意義？地方和企業面臨什麼機遇，如何順勢轉型？
新京報零碳研究院結合既有的研究，對這個話題進行了剖析。
拋開顏色桎梏，還原低碳本真
2020年12月29日，由中國氫能聯盟提出的《低碳氫、清潔氫與可再生能源氫的標準與評價》正式發佈實施。該標準運用生命週期評價方法建立了低碳氫、清潔氫和可再生氫的量化標準及評價體系，從源頭出發推動氫能全產業鏈綠色發展。
該標準從單位氫氣碳排放量的角度，表明：低碳氫的碳排放應該不大於14.51 kgCO2e/kgH2（千克二氧化碳當量/千克氫氣），清潔氫和可再生氫這一數據要求不大於4.9kgCO2e/kgH2，可再生氫同時要求製氫能源為可再生能源。
據瞭解，編寫組先後召開行業研討會20餘次，共徵集了100條社會意見。參編單位涵蓋了國家能源集團、國家電網、中石油、中石化、中國船舶、長江三峽、寶武鋼鐵等國內氫能製取、裝備及服務領域18家重點單位。
雖然這為從碳排放的角度還原氫能含「綠」屬性提供了便捷，讓人們認識到，要從氫能的全生命週期碳排放去界定其綠色屬性。換言之，任何一種氫能要看其生命週期整體的碳排放，而不能僅僅局限在生產的環節，對氫簡單從綠氫、藍氫、灰氫的顏色結果看待他們的碳排放。
事實上，對氫能顏色的認知在一定程度上也會對生產、使用產生誤導，認為只要使用綠氫就一定是低碳的。然而，在應用中，因為電解水的能量轉化效率為72%～79%，如果是使用無法充分上網的綠電製氫，問題不大，但如果在綠電消拿比較好的情況下製氫，則要承受20%以上的能源損失，遠遠高於電網的能源損失。這樣的綠氫就面臨更大綠色機會成本。
然而，當前我國的氫能主流認知中，還停留在簡單的顏色鑒別階段。同時，國家層面還沒有具體的全生命週期碳排放氫能分級的標準。當前，國家能源局已經下達《低碳清潔氫能評價標準》等能源行業標準立項計劃，加快氫能全產業鏈標準供給。
《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》對「清潔低碳氫」的概唸成型將起到重要推動作用，拋開顏色桎梏，還氫能低碳的本來面貌。
打破產業限制，推動綠色轉型
按照《加快工業領域清潔低碳氫應用實施方案》的要求，到2027年，工業領域清潔低碳氫應用裝備支撐和技術推廣取得積極進展，清潔低碳氫在冶金、合成氨、合成甲醇、煉化等行業實現規模化應用，在工業綠色微電網、船舶、航空、軌道交通等領域實現示範應用，形成一批氫能交通、發電、儲能商業化應用模式。培育一批產業生態主導力強的龍頭企業和產業集聚區，以及專業水平高、服務能力強的系統解決方案供應商，初步構建較為完整的產業鏈和產業體系。
該方案在加快清潔低碳氫替代應用，有序提升氫冶金應用水平，大力發展氫碳耦合製綠色甲醇，積極推動氫氮耦合製綠色合成氨，加快氫燃料電池汽車應用、穩步發展氫動力船舶、航空、軌道交通裝備，探索發展氫電融合工業綠色微電網等方面提出了30項具體安排。
零碳研究院梳理髮現，此方案從多個方面進行產業的橫向氫能整合：鼓勵氫能使用，能替代則替代；降低製、用半徑，就使用降低儲運成本；鼓勵氫基耦合，兼顧綠醇、綠氨應用；突出氫燃料電池汽車，加大氫能物流線佈局；鼓勵氫能交通解決方式，水、鐵、空全覆蓋；推動氫電融合，構建工業綠色微電網。
此外，方案還指出，各地方創新管理模式，製氫加氫一體站不再限制於化工園區，支持有條件的地方打造一批氫能產業先進製造業集群和中小企業特色產業集群。
正是通過這樣的工作，使得在整個工業領域的氫能變革成為可能，從而使得氫能成為推動綠色轉型的一大重要力量。
延伸工業鏈條，參與能源變革
當前，我國正處於加速發展新質生產力的關鍵時期，產業革命、能源變革、消費結構變化相互交織。2023年以來，大規模設備更新正在有序推進。這一方面給氫能的應用提供了新的機遇，為氫能的消納創造了條件，另一方面也加速氫能製造體系的建設，使得一些具備製氫先天條件的傳統企業，比如煤化工產業、鋼鐵產業，可以充分利用富氫尾氣，發展氫能。
在就可以完善傳統產業的生產鏈條，從而提高產業的附加值。
事實上，我國當前擁有豐富的焦爐煤氣和鋼廠尾氣，而這些資源並沒有得到有效利用。曾經這些工業尾氣製「灰氫」被認為存在含綠「成色」的問題，所以發展起來面臨信心不足的問題。
山西呂梁為例，全市現有將近4000萬噸焦炭產能，足以支撐每年50萬噸氫氣生產，而且製氫成本每公斤僅8—10元，遠低於行業平均水平。雖然近年來已經形成了純商業化的氫能發展格局，但全市製氫量也就數萬噸，潛能開發率不到十分之一。
2019年開始，呂梁的企業傳統能源、化工龍頭企業山西鵬飛集團依託焦爐煤氣，謀劃佈局全球領先的氫能示範基地——鵬灣氫港氫能產業園，打造集製、儲、運、加、用、研及裝備製造於一體的現代化氫能產業體系。總體規劃20萬噸焦爐尾氣製氫、5GW（吉瓦）風光電製10萬噸綠氫、100座加氫綜合能源島、30萬輛氫能重卡及配套電堆、燃料電池系統、供氫系統、10GW電池。目前，已經取得初步成效。
正是為了論證焦爐煤氣製氫的低碳屬性，該企業編製的焦爐煤氣製氫的標準體系，為行業的綠色轉型進行了探索。
當前，焦爐煤氣製氫的碳足跡大約為5.5-8kgCO2e/kgH2，如果運輸、儲存、使用等環節調配好，這一數據還能下降10%-20%，碳足跡接近清潔氫。
2023年，我國焦炭產量已經達到4.93億噸，每噸焦炭可產生焦爐煤氣約350-450立方米。那麼，當前每年可產生焦爐煤氣大約2000億立方米。焦爐煤氣中約含50%-60%的氫氣。因此，可以製氫超1000億立方米氫氣。1噸氫氣在標況下是11200立方米。這樣，每年可以生產近900萬噸副產氫氣。
這樣，既延伸了傳統產業的鏈條，變廢為寶，實現了經濟效益，還能夠減少對尾氣的排放，減少對空氣的影響。
當氫能還原綠色低碳發展本來面貌的時候，綠色產業也迎來新的契機，氫能的潛力將被有效挖掘，推動經濟社會的全面綠色轉型。
新京報零碳研究院研究員 白華兵
編輯 嶽彩周
校對 穆祥桐
