“鋼鐵工業(yè)是我國二氧化碳排放的重點(diǎn)行業(yè)，綠氫是促進(jìn)流程工業(yè)低碳發(fā)展的關(guān)鍵，晉南鋼鐵發(fā)展模式實(shí)現了以氫能促進(jìn)流程工業(yè)降碳的目標?！?11月18日至19日，第十四屆全國人大常委會(huì )常務(wù)委員、中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(cháng)包信和在“鋼—焦—化—氫+”一體化高質(zhì)量發(fā)展現場(chǎng)會(huì )上指出。

　　“晉南鋼鐵集團（簡(jiǎn)稱(chēng)晉南鋼鐵）擁有綠色鋼鐵、減碳化工、先進(jìn)氫能、零碳物流四大支柱產(chǎn)業(yè)，最終將實(shí)現近零碳鋼企先行者的愿景目標?！睍x南鋼鐵集團總裁張天福介紹，晉南鋼鐵獨創(chuàng )“鋼—焦—化—氫”綠色工藝技術(shù)流程，把焦爐煤氣和轉爐煤氣經(jīng)過(guò)一系列的凈化、除雜、提純后，先分離出LNG（液化天然氣）和氫氣，氫氣一部分與轉爐煤氣生產(chǎn)化工產(chǎn)品乙二醇，一部分用于高爐氫冶金；LNG通過(guò)市場(chǎng)銷(xiāo)售。

　　“該工藝可使噸鋼副產(chǎn)品的經(jīng)濟效益提升10%，噸鋼生產(chǎn)流程碳排放降低25%?！睆執旄Ｕf(shuō)。

　　“2023年7月份，氫能進(jìn)入國家發(fā)展改革委產(chǎn)業(yè)結構鼓勵類(lèi)項目，氫能是用能終端實(shí)現綠色低碳轉型的重要載體，氫能產(chǎn)業(yè)是戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向?！敝袊こ淘涸菏?，中國礦業(yè)大學(xué)教授彭蘇萍指出。

　　從全球市場(chǎng)看，氫能方興未艾。據統計，截至2022年底，全球共有727座在營(yíng)加氫站，其中我國在營(yíng)245座（建成358座）、日本164座、韓國168座、德國96座、美國54座。

　　彭蘇萍介紹，我國供氫產(chǎn)業(yè)的社會(huì )投入強度顯著(zhù)提升，加氫站數量和規模持續增長(cháng)，除西藏、青海、甘肅外，實(shí)現加氫站全覆蓋。截至2022年底，實(shí)現三個(gè)“全球第一”，累計建成加氫站358座，絕對數量全球第一；新建成加氫站109座，增量全球第一；在營(yíng)加氫站245座，位居全球第一。

　　此外，我國氫燃料電池汽車(chē)推廣力度持續加大，重型交通加快試點(diǎn)應用。2022年，依托“燃料電池汽車(chē)示范城市群”等重大示范項目，我國實(shí)現氫燃料電池汽車(chē)保有量新增3367輛，累計達12682輛，同比增長(cháng)約36%。

　　在鋼鐵領(lǐng)域，晉南鋼鐵的氫能利用走在世界前列。一是投運氫能重卡數量達全國之最，在營(yíng)400輛，戰略合作10000輛。二是建成加氫站加注量達世界之最，每日加氫7000公斤。三是首創(chuàng )并成功工業(yè)化運行高爐氫冶金。

　　“晉南鋼鐵掌握高爐風(fēng)口噴吹氫的冶金新工藝，是行業(yè)內首家將純氫氣噴吹至1860立方米高爐的企業(yè)?！睆執旄＝榻B。

　　晉南鋼鐵開(kāi)展了全范圍氫氣濃度的高爐氫冶金工藝研發(fā)，掌握了高爐氫冶金的成套裝備產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。噸鐵噴吹30立方米氫氣可置換12公斤焦比，按鐵水年產(chǎn)量750萬(wàn)噸核算一年可減少焦炭消耗9.1萬(wàn)噸、二氧化碳排放28萬(wàn)噸。

　　氫燃料重卡等已經(jīng)得到成熟應用——重卡使用場(chǎng)景對動(dòng)力/續航能力要求較高，氫能是替代柴油重卡的更佳路線(xiàn)，氫燃料電池重卡在礦山、煤炭、港口等固定運輸專(zhuān)線(xiàn)具有很好的應用前景；在機車(chē)領(lǐng)域，調車(chē)機車(chē)、鐵路專(zhuān)用線(xiàn)機車(chē)、支線(xiàn)機車(chē)目前還都是內燃機車(chē)，與之相比，氫燃料電池車(chē)不用重新架設取電網(wǎng)，在站場(chǎng)、港口、城市軌道交通等地存在一定應用空間，燃料電池機車(chē)的替代使用可有效提高軌道交通運輸的經(jīng)濟性，減少污染物及二氧化碳的排放。

　　“預計2050年中國氫能消費量將達8100萬(wàn)噸/年，其中綠氫6328萬(wàn)噸/年，氫能總產(chǎn)值達1.6萬(wàn)億元人民幣/年?！卑藕头治?。不過(guò)，當今國內外高于95%的氫氣都是從化石能源制得，如煤氣化制氫、天然氣制氫、甲醇制氫、焦爐煤氣制氫等，均排放大量二氧化碳。

　　“不過(guò)，氫能的未來(lái)在于綠氫?！彼o出了一個(gè)綠色氫氣價(jià)格的計算公式，即每公斤氫的價(jià)格估算（不包括氧氣應用和碳價(jià)）=電價(jià)（元）×50 + 5元（設備折舊）+ 利潤。

　　在政策方面，綠氫的發(fā)展更有未來(lái)。2023年11月7日，中央全面深化改革委員會(huì )第三次會(huì )議審議通過(guò)的《全面推進(jìn)美麗中國建設的意見(jiàn)》指出，持續深入推進(jìn)污染防治攻堅，以更高標準打好藍天、碧水、凈土保衛戰，持續改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。把綠色低碳發(fā)展作為解決生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的根本之策，積極穩妥推進(jìn)“雙碳”工作，促進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟全面綠色低碳轉型。

　　今年7月份，中央全面深化改革委員會(huì )審議通過(guò)《推動(dòng)能耗雙控逐步轉向碳排放雙控意見(jiàn)》提出應對氣候變化6項工作：一是堅持把減污降碳、協(xié)同增效，作為促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型的總抓手；二是積極穩妥推進(jìn)“雙碳”工作，落實(shí)好碳達峰碳中和的“1+N”政策體系；三是穩妥有序地推進(jìn)全國碳排放交易市場(chǎng)建設；四是開(kāi)展全方位深層次多角度的應對氣候變化宣傳普及；五是推動(dòng)落實(shí)《國家適應氣候變化戰略2035》；六是積極參與應對氣候變化全球治理。

　　2022年3月份，我國氫能產(chǎn)業(yè)頂層設計《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃（2021—2035年）》正式出臺，明確未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三大戰略定位：未來(lái)國家能源體系的重要組成部分、用能終端實(shí)現綠色低碳發(fā)展的重要載體、戰略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。2023年8月份，國家層面首個(gè)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設指南《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南（2023版）》出臺，系統構建了氫能制、儲、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系。

　　“強化碳達峰、碳中和目標任務(wù)落實(shí)情況考核已納入中央生態(tài)環(huán)保督察范圍?！鄙鷳B(tài)環(huán)境部總法律顧問(wèn)別濤強調。

　　“氫能不易存儲、液化成本高等難題限制了氫能遠距離輸送。目前，全球正進(jìn)入‘氫2.0’時(shí)代，氫能產(chǎn)業(yè)向綠氨、綠色甲醇（氫的載體）等‘泛氫’能源方向發(fā)展?！迸硖K萍認為?！皻?.0”是直接用氫的時(shí)代，“氫2.0”是氫變成化工產(chǎn)品進(jìn)行利用的時(shí)代。目前，美國、日本、阿聯(lián)酋、澳大利亞等國已將“氨”納入其政府能源戰略，根據日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省公布的數據，到2030年，日本的發(fā)電用燃料中氫和氨將各占10%。中國作為傳統合成氨生產(chǎn)大國，在綠氨生產(chǎn)和氨能利用方面正在積極發(fā)力。彭蘇萍認為，“氫經(jīng)濟 ”與“甲醇經(jīng)濟” 是能源革命的重要組成部分，諾貝爾化學(xué)獎獲得者喬治·奧拉提出“甲醇經(jīng)濟”，消納吸收二氧化碳，耦合可再生能源與化工，構建綠色化工體系。

　　通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生電能電解水制氫，與捕集的二氧化碳合成可制備綠色甲醇，一方面可解決間歇性能源的規?；瘍δ芎驼{峰，可規?；{可再生能源，另一方面也可解決氫能制備、儲存和運輸的安全性和成本問(wèn)題。在政策支持方面，工信部發(fā)布的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規劃》中，首次將甲醇汽車(chē)列入綠色產(chǎn)品，綠色甲醇被列入綠色低碳技術(shù)推廣應用工程。據悉，我國綠色甲醇技術(shù)正在向規?；l(fā)展。2020年千噸級規模的太陽(yáng)燃料合成示范項目在甘肅蘭州獲得成功；2023年魯西集團年產(chǎn)5000噸的二氧化碳加氫制甲醇中試裝置一次開(kāi)車(chē)成功。此外，綠氨作為綠氫的載體，比氫的儲運具有顯著(zhù)優(yōu)勢，預計未來(lái)綠氨有望在全球開(kāi)展大規模交易和運輸。 “綠氨是一種零碳排放燃料，可以用于火電廠(chǎng)燃料、船用燃料、氨燃料電池等。2021年12月10日，國內首家‘氨—氫能源重大產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新平臺’在福州成立?！迸硖K萍介紹。

　　在“氫2.0”時(shí)代，晉南鋼鐵也走在前列。一是晉南鋼鐵與復旦大學(xué)合作建成全國領(lǐng)先超低能耗綠氫中試線(xiàn)，電解水制綠氫全國能耗最低。二是建成1300兆瓦光伏電站，是山西省最大的單體光伏電站，擁有綠電優(yōu)勢。三是用全國獨有的日本高化學(xué)專(zhuān)利技術(shù)生產(chǎn)乙二醇，且規模領(lǐng)先，年產(chǎn)量為45萬(wàn)噸，年減碳超136萬(wàn)噸。

　　除了綠氨、乙二醇等化工固碳，乙醇的工藝也越來(lái)越受到重視。

　　來(lái)自中科院大連物化所的一項工藝表明：目前尾氣由企業(yè)自用，主要是用作發(fā)電和燃料，使用效率較低；而采用鋼化聯(lián)產(chǎn)制備無(wú)水乙醇的技術(shù)路線(xiàn)可以有效提高項目的經(jīng)濟效益、減少二氧化碳排放。利用該工藝已經(jīng)投產(chǎn)的某項目是利用焦化尾氣經(jīng)純氧轉化、PSA（變壓吸附）提氫、深冷分離、DMTE（甲醇為原料制備無(wú)水乙醇）技術(shù)制取無(wú)水乙醇。該項目投資14億元，2022年12月份建成投產(chǎn)，年銷(xiāo)售收入達14億元，年均利潤5億元。 “與發(fā)電相比，用焦爐尾氣制備乙醇可減少二氧化碳排放19萬(wàn)噸/年?！痹撐锘囊晃患夹g(shù)人員介紹。他舉例說(shuō)，年產(chǎn)20萬(wàn)噸乙醇裝置（該裝置消耗焦爐煤氣當量3.68億標準立方米/年）用于發(fā)電產(chǎn)值為2.67億元，利潤為0.8億元；用于聯(lián)產(chǎn)乙醇產(chǎn)值為13億元，利潤為5億元。

　　如何規劃未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展？彭蘇萍認為，“區域為主”統籌發(fā)展、“大基地”規?；_(kāi)發(fā)、“先立后破”逐步替代將是未來(lái)十年可再生氫發(fā)展的重要特征，最終實(shí)現氫能乃至整個(gè)能源系統的跨區域、跨品類(lèi)統籌規劃、協(xié)調發(fā)展。在各區域中，目前及未來(lái)一段時(shí)間西北、華北地區本地應用需求旺盛，成為裝機規模最大的區域，其次為華東和華南地區。

　　“可再生氫初期仍難以完全獨立滿(mǎn)足需求，工業(yè)副產(chǎn)氫可發(fā)揮重要過(guò)渡和支撐作用，技術(shù)成本下降將逐步推動(dòng)可再生氫成主流?！睆執旄ＵJ為。

　　總之，氫能的發(fā)展將遵循需求拉動(dòng)供給的一般規律，其供需格局演變受產(chǎn)業(yè)布局演變、技術(shù)經(jīng)濟進(jìn)步、安全保障約束、資源統籌優(yōu)化等多因素驅動(dòng)。而在鋼鐵領(lǐng)域，晉南鋼鐵的“鋼—焦—化—氫+”模式已經(jīng)成為業(yè)內專(zhuān)家一致認為應推廣的綠色低碳發(fā)展模式。