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)陽光”，是利用太陽能、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)開發(fā)的兩項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)——一是先進(jìn)的規(guī)模化電催化分解水制氫技術(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)1萬億和5萬億規(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)陽光”綠色甲醇制備流程示意圖
二、綠色甲醇開辟了氫能大規(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發(fā)的規(guī)模化、低能耗和高穩(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)模化堿性電解水制氫技術(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)十萬噸級(jí)綠色低碳甲醇工廠安陽甲醇工廠投產(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，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)模化發(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。
來源：澎湃新聞 文|黃振中 中國(guó)(深圳)綜合開發(fā)研究院 新經(jīng)濟(jì)研究所項(xiàng)目研究員
作者：黃振中
評(píng)論