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绿氢将成为氢能供应体系重要组成部分

发布时间：

2023-02-20

氢气具有原料、燃料双重属性，来源丰富、用途广泛。在碳中和战略目标引领下，我国能源生产消费方式逐渐转向绿色低碳，将推动氢能供应体系逐步以绿氢为基础进行重塑。绿氢作为新能源供给消纳体系的重要组成部分，进一步加强供应体系建设将有助于能源生产消费方式变革。

一）氢能供应体系将逐步以绿氢为基础进行重塑

2020年，我国氢气产能约为4.1×107t，产量约为3.342×107t，其中化石能源制氢占比为78%，工业副产氢占比为21%，而绿氢在氢能供应结构中占比可以忽略（电解水制氢占比仅为1%）。在消费侧，氢气主要作为原料用于化工（如合成甲醇、合成氨）、炼油等工业领域。

着眼中长期，预计2060年我国氢气需求量超过1×108t，氢能占终端能源消费的比重约为20%，主要作为原料、燃料应用于工业和交通领域（分别占需求总量的60%、30%）。在碳中和情景下，若基于目前以化石能源制氢为主体的氢能供应体系，氢气生产的碳排放量预计为1×109t/a，远高于碳汇所能中和的碳排放量。因此，在推动实现碳中和目标的过程中，氢能供应体系需逐步以绿氢为基础进行重塑，辅以加装碳捕集装置的化石能源制氢方式，才能改变氢能生产侧的高碳格局。预计在碳中和情景下，氢能生产侧的绿氢产量为1×108t/a，在全部氢能中的占比超过80%。绿氢生产总量和占比均逐步提升，在推动氢能供应体系变革的同时，为氢能在能源电力转型中发挥更大价值创造了条件。

（二）绿氢将是新能源供给消纳体系的重要组成部分

根据我国当前的风能、太阳能资源禀赋进行测算，风电、光伏发电的技术可开发规模超过1.3×1010kW。综合考虑氢能供应体系低碳化、技术成熟度、与现代能源体系契合度等因素可以认为，采用风电、光伏发电等新能源的电力进行电解水制氢，是最有可能规模化发展的绿氢制备途径，将逐步成为氢能供应的主要来源。

以2060年绿氢需求量计算，新能源发电装机容量、发电量分别超过2×109kW、5×1012kW·h，在总发电装机容量、发电量中的占比分别超过25%、20%。而根据中国电力企业联合会的统计数据，有色金属冶炼是我国目前用电量占比最高的行业，2021年占全社会用电量的比重仅为8.4%。因此，在碳中和情景下，绿电制氢很可能超越金属冶炼等高耗能工业，成为新型电力系统中最大的单一用电负荷。

在中长期开展大规模绿电制氢，将绿氢作为新能源电力的重要转换形式，推动氢电融合并实现绿电和绿氢的灵活高效转化，主要有三方面价值。

① 发挥氢能连接新能源、终端用能的耦合作用，将新能源电力转化为物质形态，丰富新能源消纳途径；促进更高比例的新能源应用，满足下游大规模用氢需求，减少交通等领域对油气的需求，降低油气对外依存度。

② 发挥氢能长时储能优势，解决新能源出力和负荷需求存在的长周期、季节性电量不匹配问题；通过氢能发电为电网提供容量支撑，提升新型电力系统的韧性，改善绿色电力安全可靠供应水平。

③ 绿电制氢过程中产生的绿氧，可满足冶金、化工、机械制造等行业的用氧需求。