當前“深度脫碳”已成為整個能源系統發展的風向标,而“綠氫”作為實現氣候目标的新型能源,正受到業界的廣泛關注。在氣候目标實現過程中,工業領域碳排問題首當其沖;因而,工業領域是實現碳達峰、碳中和目标的關鍵。
4月7日,工信部、國家發改委等六部門聯合印發《關于“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》提出,到2025年,我國石化、化工行業要基本形成自主創新能力強、結構布局合理、綠色安全低碳的高質量發展格局。
01 低碳路徑——綠色化工,奏響脫碳主旋律
在“雙碳”目标發展格局下,我國煤化工、石油化工等領域都普遍面臨着傳統産能嚴重過剩的風險與高端産品技術難以突破的問題。再加之,随着“碳交易”市場的推行,用煤、用油指标也将受到更加嚴格的限制,在此背景下傳統工業低碳發展路徑,已經成為必然。
全球工業部門有45%的碳排放來自鋼鐵、合成氨、乙烯、水泥等生産過程,能源轉型委員會(ETC)和國際能源署(IEA)等數家機構一緻指出,化工屬于最難脫碳的行業之一。如果不采用 CCUS(碳捕獲與封存)或者引入“綠氫”,整個行業幾乎不可能實現淨零排放,且最終擺脫不了成本升高的結局。
在能耗嚴控和“雙碳”目标的背景下,發展新能源業務已成為高能耗、高排放企業擴大規模與增加投資的重要途徑。例如,中石油、中石化等一大批化工企業開始布局進入風光等新能源領域。
02 高配産業——工藝降碳,發展綠氫化工
随着國内可再生能源發電成本大幅下降,綠氫成本問題将有望得到解決,從而為“工業+綠氫”在整個化工行業的發展打下了堅實的根基。此外,綠氫制合成氨而生産 “綠氨”、綠氫制甲醇而生産 “綠醇”等技術方案也為綠色化工發展提供了一條可借鑒的思路。
立足煤化工碳排放特點,着眼能源轉型大勢,煤化工與新能源産業耦合發展對産業實現低碳發展效果明顯、潛力巨大。未來低成本的新能源制氫可以直接供應煤化工,進而替代煤氣化的變換工藝,實現煤化工工藝系統的近零碳排放。
圖:煤化工與新能源制氫耦合的工藝示意圖
目前,煤化工工廠通過燃煤熱電聯供自備機組為全廠提供動力(電和蒸汽),未來随着儲能儲熱技術的日臻成熟,新能源可提供穩定的綠能、綠電,替代燃料煤的使用,實現煤化工動力系統的近零碳排放。
03 能效雙控——綠氫在化工領域應用空前
當前,國内工業對綠氫市場需求已逐漸清晰,廣泛應用于石油、化工、電子、冶金、油脂、航天、輕工業等領域,長期看,在零碳要求下,低碳氫将變成基本化工原料,甚至會出現氫化工産業。
在實際實踐中,國内已有以綠氫作為原料加入煤化工生産過程,例如,甯東基地作為全國最大的現代煤化工産業示範區,就是綠氫作為原料參與煤化工生産過程來實現綠色轉型,發展綠氫耦合現代煤化工,從源頭上降低煤炭消費量和碳排放量。
而“綠電”價格持續下降,意味着“綠氫”将進入工業領域,逐漸成為穩定、低價、可大規模應用的化工生産原料。未來,低成本的綠氫有望重構化工行業格局、突破“雙控”天花闆、打開化工行業增長新通道!
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