3月20日，由中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)(簡(jiǎn)稱(chēng)“氫能促進(jìn)會(huì)”)聯(lián)合30余家氫能產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)和科研院校共同編寫(xiě)的《中國(guó)氫能技術(shù)發(fā)展研究報(bào)告2024》(簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》)在京發(fā)布。《報(bào)告》著眼于我國(guó)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，圍繞氫能“制儲(chǔ)輸用”各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、不同技術(shù)路線(xiàn)對(duì)比、核心技術(shù)與關(guān)鍵裝備水平、國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平比較等方面進(jìn)行了全面梳理，并立足全球氫能技術(shù)前沿發(fā)展方向與我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需要，分析并提出了我國(guó)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向的科學(xué)建議。

《報(bào)告》顯示，以煤炭、天然氣為代表的化石能源制氫和以焦?fàn)t煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫等為代表的工業(yè)副產(chǎn)氫提純?nèi)允钱?dāng)前我國(guó)氫氣制取的主要途徑。據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)，截至2023年12月，我國(guó)氫氣產(chǎn)能約4960萬(wàn)t/年，包括煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫在內(nèi)的傳統(tǒng)制氫方式仍是我國(guó)主要的制氫工藝，占我國(guó)氫氣總產(chǎn)能的97.3%。值得注意的是，《報(bào)告》顯示，雖然我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能巨大，達(dá)到1495萬(wàn)t/年，但中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)氫能分會(huì)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，其中約80%已通過(guò)聯(lián)產(chǎn)甲醇、氨或進(jìn)行工藝調(diào)節(jié)等方式綜合利用，剩余可用于外供氫氣產(chǎn)能僅286萬(wàn)t/年左右。

根據(jù)《報(bào)告》，煤制氫是現(xiàn)階段我國(guó)技術(shù)成熟度最高、應(yīng)用規(guī)模最大的制氫技術(shù)，已完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。煤制氫工藝包括煤氣化、變換、變壓吸附(PSA)等主要流程。從元素利用角度來(lái)看，煤制氫過(guò)程中元素碳僅用于提供熱能，并未得到充分利用。但由于煤制氫技術(shù)具有原料成本低、裝置規(guī)模大、技術(shù)成熟度高等優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)階段在中國(guó)仍具有較大應(yīng)用規(guī)模。

我國(guó)天然氣儲(chǔ)量相對(duì)較少，因此國(guó)內(nèi)天然氣制氫規(guī)模相對(duì)較小。天然氣制氫主要分為水蒸氣重整制氫、部分氧化制氫和自熱重整制氫等技術(shù)路線(xiàn)，其中水蒸氣重整制氫技術(shù)已較為成熟，部分氧化制氫和自熱重整制氫技術(shù)仍處于工程化階段。天然氣水蒸氣重整制氫主要包括預(yù)熱、脫硫、轉(zhuǎn)化爐、變換和PSA提純氫等工藝過(guò)程。目前，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)包括工藝設(shè)計(jì)、關(guān)鍵設(shè)備、高溫催化劑等在內(nèi)的天然氣水蒸氣重整制氫技術(shù)的完全國(guó)產(chǎn)化。

由于工業(yè)副產(chǎn)氣的雜質(zhì)成分和含量不同，不同分離方法的效率和效果也不同，且目前氫氣含量低于15%的原料氣暫無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模提純。目前工藝副產(chǎn)氣提氫主要有深冷分離法、膜分離法和PSA法3種。PSA法適用于大規(guī)模高純氫分離，是當(dāng)前技術(shù)成熟度較高且應(yīng)用相對(duì)廣泛的工業(yè)副產(chǎn)氣提純氫氣技術(shù)，膜分離適用于低純氫分離場(chǎng)景，深冷分離適用于低含氫量原料氣且多與PSA法結(jié)合提純高純氫氣。

《報(bào)告》顯示，自20世紀(jì)90年代打破國(guó)外公司壟斷以來(lái)，我國(guó)在PSA吸附劑利用率、操作切換頻率等方面進(jìn)步迅速，雖然在吸附器最大直徑和可調(diào)節(jié)性程控閥方面仍有進(jìn)步空間，但整體來(lái)看，我國(guó)大型PSA裝置技術(shù)領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)先水平，完全具備單套提氫產(chǎn)能10萬(wàn)Nm3/h以上的PSA裝置自主設(shè)計(jì)制造能力，并實(shí)現(xiàn)出口海外。

《報(bào)告》指出，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代能源體系向綠色化、低碳化加速轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)我國(guó)化石能源制氫產(chǎn)量將于2030年前后達(dá)峰，并快速進(jìn)入下降通道。在2030年前，工業(yè)副產(chǎn)氫作為副產(chǎn)氣資源化利用的重要方式，將是可再生能源制氫規(guī)模化發(fā)展前期，保障我國(guó)終端市場(chǎng)氫氣需求的關(guān)鍵過(guò)渡手段。隨著一大批綠氫項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)2035年前后，我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)氫與水電解制氫的供應(yīng)比例將迎來(lái)拐點(diǎn)。

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