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如果使用全氢工艺炼钢

如果使用全氢工艺炼钢

《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中指出,到2025年可再生能源制氢量达到10-20万吨/年;到2030年,可再生能源制氢广泛应用;到2035年,可再生能源制氢在终端能源消费中的比重明显提升。

而2021年至今,国内绿氢项目“爆增”。截至2024年6月30日,国内新增国内新增绿氢产能合计超350万吨/年,其中单内蒙古一省在进程的绿氢产能高达200万吨/年。

绿氢项目大幅投资,配套建立完整的绿氢消纳路径和商业路径迫在眉睫。2021年-2022年国内处于绿氢消纳的探索期,2023年关于绿氢应用项目大幅投资,并在2024年开始有些许项目订单交付。

绿氢消纳路径

基于氢气工业原料和能源产品的双重属性,氢气可在多个生产和消费环节作为替代能源和原料,在工业、交通、电力、建筑等行业中均有不同的应用。目前氢气消纳主要集中在化工、钢铁、电力和交通四大领域。

化工领域,受制于传统项目高碳、高能耗的双控制约,以绿氢为原料的氢基绿色化工成为产业转型的突破口,带动产业低碳转型。目前主要的氢基化工原料主要有合成氨、合成甲醇、烯烃等工业原料低碳转型项目。

氢冶金领域,绿氢也是主要应用方向。钢铁行业脱碳难度高、体量大,其碳排放量约占中国碳排放总量的15%,脱碳转型需求迫切。氢气具备高能量密度及热值,采用绿氢替代焦炭还原及煤掺烧绿氢供热将成为钢铁领域脱碳的关键路径。

数据显示,如果使用全氢工艺炼钢,则百万吨级钢厂的单日氢需求约为230万吨。2022-2023年国内粗钢产量维持在10.2亿吨左右,若全部替换为氢冶炼,则氢气需求庞大。2024年5月29日,国务院印发《2024—2025年节能降碳行动方案》中指出,加强氢冶金等低碳冶炼技术示范应用。

在电力方向,氢气作为大规模和长周期的储能载体,具有无自衰减、扩容成本低等特性,适用于跨周和季度的储能。对于可再生能源发电,其波动性促使其装机系统需要配套储能项目以平抑波动。氢气作为储能载体,可以解决发电侧、电网侧、负荷侧的能量转移问题,实现交通网与能源网的深度耦合,将能源网与工业、交通、化工、建筑等各领域进行衔接。

在交通方向,国内目前已有氢燃料电池汽车保有量超2万辆,由于车型不同,百公里氢耗不同,年所需氢气的需求量约在20万吨/年。此外,2023年开始,绿色航煤、绿色甲醇在航空、船舶等领域的应用探索也备受关注。

氢消纳进展

目前的市场氢气消纳主要集中在煤化工耦合绿氢、合成氨、合成甲醇、绿色航煤、钢铁冶炼、氢交通方向,也取得了一定的进展。

在煤化工耦合方面,2023年至今国内已经有多家企业布局了多个煤化工耦合绿氢项目。2024年6月28日,由国华投资(氢能公司)宁夏分公司建设的国家能源集团宁东可再生氢碳减排示范区一期项目清水营制氢厂建成中交。该厂是集团首例绿氢耦合煤化工项目,所制氢气专供煤化工项目作为原料补充氢气,实现绿氢与煤化工产业耦合示范应用。

2023年2月16日,中国石化宣布在内蒙古第一个绿氢示范工程——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目正式启动开工。项目利用鄂尔多斯地区丰富的太阳能和风能资源发电直接制绿氢,年制绿氢3万吨,就近用于中天合创鄂尔多斯煤制烯烃项目。2024年7月,为加快推进绿色降碳升级改造项目与现有装置耦合改造施工,截至7月15日,中天合创已完成217个新增预留管道接口施工,以及相关管线扩径、电仪系统消瓶颈改造等任务。

在合成氨、合成甲醇方向,目前国内规划、在建和投产的绿氢合成氨产能也已超1500万吨/年;在绿色甲醇方向,以绿氢为原料的绿甲醇规划产能超5000万吨/年。这些项目开工的绿醇产能也有超200万吨。2024年3月,远景能源在内蒙古赤峰打造的全球最大年产150万吨绿色氢氨项目第一阶段年产30万吨绿色氢氨首期工程顺利投产,产出的第一罐液氨使用了100%的绿色电力。

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此外,向佐还表示,该校有人建立“向佐粉丝群”并称进群需缴纳30元费用,还说“如果想加向佐先生微信,需支付100元费用。”

在氢冶金方向,2021年12月,中国宝武湛江钢铁全氢零碳绿色示范工厂百万吨级氢基竖炉工程奠基;2023年4月27日,该氢基竖炉本体钢结构顺利封顶;2023年7月2日,该项目高压受电成功。2023年5月,河北张家口宣化区张璇高科技有限公司“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”氢冶金项目实现顺利生产。

全球主要氢冶金研究和工业化试验分布

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资料来源:《中国氢冶金发展战略及政策研究》,RMC氢连

2023年7月,辉丰股份全资子公司辉丰石化先后与宝武集团一级子公司宝武清能签订《氨氢能源领域合作框架协议》,与中能建氢能源有限公司签订了《氢氨醇绿色能源项目合作协议》。根据协议,中能建负责从绿氢到绿氨的产品生产和转换;由辉丰股份提供绿氨储存、运输、销售;在应用端,中国宝武集团将液氨再转换成氢气,最终用于冶炼钢铁。

在绿色航煤方向,以二氧化碳和绿氢合成航煤是航空业减碳的重要方向。国际航空运输协会(IATA)提出到2050年,航空运输业碳排放总量比2005年减少50%。目前,国内中石化、中能建、国电投、吉电股份、山西国际能源、东华能源、山东海科、嘉澳环保等央企、国企、民企纷纷布局绿色航煤。2023年7月,国电投塔城120万千瓦风电制氢合成绿色航空煤油项目签约,项目计划在新疆塔城地区建设120万千瓦风电,制取绿氢后将绿氢转化为高附加值的绿色航空煤油。2024年3月,中国能建中电工程与吉林市人民政府签订绿色甲醇与绿色航煤一体化项目投资合作协议。根据协议,中电工程将在吉林市投资建设年产20万吨绿色甲醇和10万吨绿色航煤项目。2024年5月31日,中能(双鸭山)综合能源有限公司双鸭山生物制绿色甲醇及绿色航煤一体化项目获备案。

在其他方向,绿氢也找到了其消纳路径。2024年6月,内蒙古华电腾格里绿色能源有限公司与阿拉善盟华蒙高新特种气体有限公司、兰州隆华特种气体科技有限公司等7家企业签订销售意向书,意向消纳1.3亿立方米氢气。2024年7月15日,国家发改委印发《煤电低碳化改造建设行动方案(2024—2027年)》的通知,该方案明确了改造建设后煤电机组应具备掺烧10%以上绿氨能力,燃煤消耗和碳排放水平显著降低。

绿氢消纳的难点

尽管国内目前绿氢消纳取得了显著的进展,然而仍有许多关键性问题尚未突破。

1、成本问题:2024年7月,H2Global Foundation公布了9亿欧元(合9.8亿美元)欧洲绿氢进口首次竞标的初步结果。H2Global表示,此次竞标授予Fertiglobe的可再生氨价格为每吨811欧元(每吨1000欧元,包括运输和进口成本)。按照当前汇率1欧元≈7.9084人民币,本次竞标每吨绿氨价格约合人民币6413.7元,考虑运输和进口成本约合人民币7908.4元/吨。

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资料来源:海事早知道股票市场动态解析,RMC氢连

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