零碳園區(qū)帶來氫能新機遇
六類應用方向值得關注。
時值“十五五”即將到來,中國即將迎來向“碳達峰”目標沖刺的關鍵時期。根據(jù)國務院規(guī)劃,“十五五”期間將實施以強度控制為主、總量控制為輔的碳排放雙控制度。
“零碳園區(qū)”作為承載產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的核心單元,以及破解高耗能領域減排難題的試驗場,經(jīng)過“十四五”期間各省市區(qū)域性的示范,近期順勢提上全國范圍內(nèi)的實施議程。
在此背景下,氫能作為兼具“原料”和“能源”雙重屬性的廣泛適配性技術(shù),有望推動多種場景實現(xiàn)深度降碳。能景研究整理了氫能在“零碳園區(qū)”的應用方向,以供行業(yè)參考。
01
零碳園區(qū)政策重點提及氫能
國內(nèi)零碳園區(qū)建設逐步走上正軌。
2024年底,在中央經(jīng)濟工作會議上首次提出建立一批零碳園區(qū)的目標。2025年3月,“建立一批零碳園區(qū)、零碳工廠”被寫入政府工作報告。7月份,國家發(fā)展改革委、能源局、工信部聯(lián)合發(fā)布《關于開展零碳園區(qū)建設的通知》及相應附件,全國范圍內(nèi)的零碳園區(qū)建設正式啟動
氫能是明確支持的任務方向。
根據(jù)7月份《關于開展零碳園區(qū)建設的通知》,從兩個環(huán)節(jié)鼓勵氫能的應用。
一是在用能結(jié)構(gòu)方面,支持探索氫電耦合開發(fā)利用模式,探索氫能、生物質(zhì)等替代化石燃料和原料。
二是在基礎設施方面,系統(tǒng)推進氫能等基礎設施的建設改造。
多種類型園區(qū)及領域有待挖掘。
中國各類開發(fā)區(qū)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)數(shù)量龐大,根據(jù)功能可分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技、物流、文化創(chuàng)意、商務辦公、旅游度假等多種類型。
園區(qū)內(nèi)的用能類型多樣,主要(含原料用能)包括電力、熱力、蒸汽、油、煤、天然氣等6大類。
不同園區(qū)案例的用能結(jié)構(gòu)存在較大差異,如物流園區(qū)以電力、油、氣等為主,煤化工為主的工業(yè)園區(qū)則以煤、電力、熱力等為主。
02
幾大領域成為氫能“窗口”
氫能作為應用廣泛的二次能源,能夠作為電力與產(chǎn)業(yè)應用之間的橋梁,在各類用能場景下找到對應的應用。
電力用能情景下,氫能可通過多種方式參與能源供應。
一是氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)可作為分布式電源,為園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供穩(wěn)定電力,尤其在電網(wǎng)波動或停電時,能保障關鍵設備的持續(xù)運行。典型如氯堿副產(chǎn)氫發(fā)電等。
二是氫儲能系統(tǒng)可配合可再生能源發(fā)電,實現(xiàn)電力的存儲與調(diào)峰,提高園區(qū)電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。典型如電解鋁、電解銅等開展離網(wǎng)式綠電直連的場景,搭配氫內(nèi)燃氣、氫燃氣輪機等起到微電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的托底作用。
熱力、蒸汽用能情景中,氫能可通過熱電聯(lián)供系統(tǒng)或氫能鍋爐提供熱力。
燃料電池在發(fā)電過程中會產(chǎn)生大量余熱,可通過余熱回收裝置轉(zhuǎn)化為熱水或熱風,滿足園區(qū)內(nèi)供暖、生產(chǎn)工藝中的加熱等熱力需求。氫能鍋爐則可直接燃燒氫能產(chǎn)生熱量,或驅(qū)動產(chǎn)生蒸汽,相比傳統(tǒng)燃煤、燃氣鍋爐,碳排放顯著降低。
典型如食品飲料園區(qū)、生物醫(yī)藥園區(qū)等,在生產(chǎn)過程中需要穩(wěn)定的熱力供應,且對環(huán)保有一定的要求;化工園區(qū)、造紙園區(qū)等,對蒸汽需求量大,部分化工園區(qū)具有副產(chǎn)氫的條件,可提升能源的回收利用效率。
油類用能情景主要涉及交通運輸領域,氫能可通過氫燃料電池替代燃油。
園區(qū)內(nèi)的貨運車輛、通勤班車、叉車等使用氫燃料電池后,能實現(xiàn)零排放,且續(xù)航里程與傳統(tǒng)燃油車相當,補能速度優(yōu)于鋰電等新能源。
典型如物流園區(qū)、工業(yè)園區(qū)內(nèi)的運輸車隊。
煤炭用能情景下,氫能可替代“燃料煤+原料煤”實現(xiàn)深度降碳。
在鋼鐵冶煉中,氫能可替代焦炭作為還原劑,減少煉鋼過程中二氧化碳的排放;在甲醇、合成氨行業(yè)中,氫能可用于補充部分合成氣,減少原料煤消耗;在工業(yè)窯爐中,氫能可直接燃燒替代煤炭提供熱量,如水泥建材園區(qū)的窯爐可采用氫能作為燃料,實現(xiàn)深度脫碳。
鋼鐵園區(qū)、水泥建材園區(qū)等是這類應用的典型代表。
天然氣用能情景中,氫能可與天然氣摻混或直接替代天然氣。
氫能與天然氣按一定比例摻混后,可用于園區(qū)內(nèi)的燃氣輪機發(fā)電、供暖等;在一些對純度要求不高的場景,氫能可直接替代天然氣使用,如陶瓷園區(qū)的燒制工藝中,可用氫能替代天然氣作為燃料,降低碳排放。
化工園區(qū)、陶瓷園區(qū)等是這類應用的典型園區(qū)類型。
03
國內(nèi)外園區(qū)已有實踐
現(xiàn)階段,國內(nèi)外以氫能為主導的園區(qū)應用案例仍然較少,但與天然氣、煤炭、電力、煉油等融合應用的案例已有不少。
以與天然氣的融合利用為例。
天然氣摻氫在歐盟、國內(nèi)等正在快速發(fā)展。其不僅有綠色方面的價值,亦是保障能源安全的重要探索路徑。
據(jù)能景研究統(tǒng)計,截至2024年底,國內(nèi)已知建成的示范或研究項目超過30項,滿負荷運行下預計摻氫總量超過8500噸/年。項目開展以城鎮(zhèn)燃氣管網(wǎng)摻氫、工業(yè)燃氣摻氫兩類為主。
04
難點仍存,離不開模式和機制創(chuàng)新
盡管氫能在各類園區(qū)應用中已有一些實踐探索,但園區(qū)能源結(jié)構(gòu)復雜,不同功能園區(qū)的用能需求差異顯著,仍有一些工作需要去探索、創(chuàng)新。
推進技術(shù)創(chuàng)新。解決氫能核心裝備在園區(qū)多場景下的適配性不足、成本偏高問題,依托地方首臺套技術(shù)成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗,加快定制化解決方案落地,增強氫能應用的場景適應性與經(jīng)濟可行性。
聯(lián)通碳市場。解決氫能項目碳減排量核算方法不統(tǒng)一、交易通道不暢通的問題,結(jié)合地方碳市場試點經(jīng)驗,建立“氫能減碳量-碳資產(chǎn)”轉(zhuǎn)化機制,通過市場化收益反哺項目投入。
打通標準體系。解決氫能生產(chǎn)、儲運、應用各環(huán)節(jié)標準碎片化、園區(qū)場景適配性不足的問題,聚焦園區(qū)實際需求推動跨環(huán)節(jié)標準銜接,形成覆蓋全鏈條的標準化支撐體系,降低項目落地的合規(guī)成本。
創(chuàng)新管理機制。解決多部門監(jiān)管權(quán)責交叉、園區(qū)氫能項目審批流程冗長的問題,建立跨部門協(xié)同工作機制,推行“一園一策”審批服務模式,提升項目落地效率與管理精準度。
來源:能景研究
END
原文標題 : 零碳園區(qū)帶來氫能新機遇
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