氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，對減少二氧化碳等溫室氣體排放、實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》（以下簡稱《規(guī)劃》）。《規(guī)劃》作為我國首部國家級氫能產(chǎn)業(yè)頂層政策文件，在研判全球氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢，總結我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成效、分析存在問題基礎上，提出了氫能產(chǎn)業(yè)三大戰(zhàn)略定位、四項發(fā)展原則，明確氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標，并圍繞氫能制、儲、輸、用各關鍵環(huán)節(jié)，以及氫能安全和公共服務等，提出了四方面重點任務。

《規(guī)劃》統(tǒng)籌謀劃、整體布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，既是能源綠色低碳轉型的重要抓手，也為促進我國氫能產(chǎn)業(yè)科學、有序、健康發(fā)展指明了方向。筆者結合鋼鐵行業(yè)就《規(guī)劃》中相關工作要點進行解讀分析，供探討和參考。

一、氫能制取——清潔低碳為主

《規(guī)劃》確定了氫能清潔低碳發(fā)展原則，并提出發(fā)展目標。到2025年，可再生能源制氫量達到10-20萬噸/年，成為新增氫能消費的重要組成部分，初步建立以工業(yè)副產(chǎn)氫和可再生能源制氫就近利用為主的氫能供應體系。《規(guī)劃》要求，結合資源稟賦特點和產(chǎn)業(yè)布局，因地制宜選擇制氫技術路線，著力構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫體系，重點發(fā)展可再生能源制氫，嚴格控制化石能源制氫。《規(guī)劃》目標為鋼鐵企業(yè)在氫能供給側帶來新發(fā)展機遇。

（一）充分利用鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)氫優(yōu)勢

《規(guī)劃》提出，優(yōu)先利用工業(yè)副產(chǎn)氫，鼓勵就近消納，降低工業(yè)副產(chǎn)氫供給成本。目前我國氫氣年產(chǎn)量約為3300萬噸/年，主要以化石能源制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫為主，煤制氫和天然氣制氫占比近80%，氯堿、焦爐煤氣、丙烷脫氫等工業(yè)副產(chǎn)氫占比約20%。我國鋼鐵企業(yè)以長流程為主，一般都配備焦化廠，鋼鐵企業(yè)通常將富余焦爐煤氣用來發(fā)電或出售，一定程度上造成優(yōu)質能源的價值錯配。當前一段時期內，焦爐煤氣制氫一方面可大幅降低氫氣制備成本，另一方面，也避免了“化石能源發(fā)電—電解水制氫”過程能源轉化的能量損失。

（二）充分開發(fā)鋼鐵企業(yè)可再生資源

《規(guī)劃》提出開展可再生能源制氫示范，逐步擴大示范規(guī)模，探索季節(jié)性儲能和電網(wǎng)調峰。雖然我國可再生能源制氫體量不大，但發(fā)展態(tài)勢很積極，可再生能源裝機量全球第一，在清潔低碳的氫能供給上具有巨大潛力。鋼鐵企業(yè)可利用廠房屋頂建設分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，鐵礦企業(yè)可充分利用尾礦庫建設風光一體發(fā)電站，開展可再生能源制氫項目，有效推進鋼鐵企業(yè)能源結構調整。

二、氫能儲運——安全可控為先

《規(guī)劃》提出安全為先的原則，把安全作為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的內在要求。《規(guī)劃》明確指出，要穩(wěn)步構建儲運體系，以安全可控為前提，積極推進技術材料工藝創(chuàng)新，支持開展多種儲運方式的探索和實踐。逐步構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。氫能儲運等基礎設施建設為鋼鐵材料營造新的應用場景。

（一）氫能儲運方式多元化

《規(guī)劃》提出，提高高壓氣態(tài)儲運效率，加快降低儲運成本，有效提升高壓氣態(tài)儲運商業(yè)化水平。開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范。氫能利用以就地生產(chǎn)、就地消費為主，氫氣的運輸距離相對較短。我國現(xiàn)階段主要以高壓氣態(tài)長管拖車運輸為主，管道運輸仍為短板弱項，氫氣管道里程約400公里，在用管道僅有百公里左右。隨著我國氫能應用范圍逐步擴大，氫氣管網(wǎng)將成為低成本運氫的必然趨勢。

（二）加氫站建設快速增長

《規(guī)劃》提出部署建設一批加氫站，探索站內制氫、儲氫和加氫一體化的加氫站等新模式。對于氫燃料電池汽車等小而分散的終端用氫需求，加氫站是必不可少的中轉環(huán)節(jié)。截至目前，全國共有22個省市布局了加氫基礎設施，累計建成各類加氫站200座，在營加氫站超過157座，已經(jīng)超過147座的日本位居世界首位，主要服務于公共汽車、物流車和卡車等。

由于氫氣與鋼鐵存在氫脆現(xiàn)象，儲運氫氣對儲運材料有特殊要求。因此如何實現(xiàn)經(jīng)濟、高效、安全的儲氫技術是氫能利用走向實用化、產(chǎn)業(yè)化的關鍵。國內相關儲運氫氣材料研究仍處于初期階段，關鍵零部件、材料仍然依賴進口。面對未來廣闊的氫能應用場景，鋼鐵企業(yè)可布局研究開發(fā)用于加氫站、儲運罐、輸氫管道等的鋼材品種。

三、鋼鐵應用——穩(wěn)慎示范為上

《規(guī)劃》提出穩(wěn)慎應用，示范先行的原則，不搞齊步走、一刀切，嚴禁“跑馬圈地”。《規(guī)劃》明確堅持點線結合、以點帶面，因地制宜拓展氫能應用場景，穩(wěn)慎推動氫能在工業(yè)等領域的多元應用。鋼鐵工業(yè)的氫能應用場景主要有以下兩方面：

（一）氫能冶金

《規(guī)劃》提出，不斷提升氫能利用經(jīng)濟性，開展以氫作為還原劑的氫冶金技術研發(fā)應用，探索氫能在工業(yè)生產(chǎn)中作為高品質熱源的應用，擴大工業(yè)領域氫能替代化石能源應用規(guī)模。開展以氫作為還原劑的氫冶金技術研發(fā)應用是鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展重要途徑之一，鋼鐵企業(yè)氫能應用潛力巨大。2021年，我國粗鋼產(chǎn)量為10.35億噸，按照中鋼協(xié)重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)549kgce的綜合能耗進行初步測算，鋼鐵行業(yè)能源消耗總量為5.68億噸標準煤，如果鋼鐵行業(yè)10%的能源消耗以氫能替代，則需要氫氣約1163萬噸，可減排二氧化碳約1.9億噸，對我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重大意義。

近年來，我國部分鋼鐵企業(yè)聯(lián)合科研機構積極開展氫能冶金技術探索和研究，并進行工業(yè)性試驗，取得一定成效。中國寶武、河鋼集團、建龍集團等大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)帶頭開展了氫能冶金試驗示范。2022年2月，中國寶武湛江鋼鐵零碳示范工廠百萬噸級氫基豎爐工程正式開工，該項目是國內首套百萬噸級氫基豎爐，也是首套集成氫氣和焦爐煤氣進行工業(yè)化生產(chǎn)的直接還原生產(chǎn)線。

（二）清潔運輸

《規(guī)劃》提出，立足本地氫能供應能力、產(chǎn)業(yè)環(huán)境和市場空間等基礎條件，結合道路運輸行業(yè)發(fā)展特點，重點推進氫燃料電池中重型車輛應用，在礦區(qū)、港口、工業(yè)園區(qū)等運營強度大、行駛線路固定區(qū)域，探索開展氫燃料電池貨車運輸示范應用。據(jù)有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年，我國氫能重卡在新能源重卡中銷量增速最快，同比增長超33倍，2021年前9月交付客戶的氫能重卡有400余臺，遠超2020年17臺的銷量。“柴改氫”是推進氫能應用的一個重要的方向，預計到2050年，將有超過50%重型卡車將氫燃料電池作為發(fā)動機。

按照鋼鐵行業(yè)超低排放A級企業(yè)標準要求，清潔運輸比例必須達到80%以上，氫能重卡的應用對鋼鐵企業(yè)環(huán)保創(chuàng)A工作有重要的現(xiàn)實意義。2021年7月，河鋼集團首批次30輛49噸氫能重卡投入運營，主要用于從唐山港京唐港區(qū)到唐鋼新區(qū)之間的貨物運輸，這是我國首條市場化運營的氫能重卡運輸線。榮程眾和自用氫能源項目是天津市首個氫能運輸示范應用場景，項目包括一座加氫站和11輛氫能重卡。

四、結語與建議

“十四五”期間，地方政府和鋼鐵企業(yè)要充分認識發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)與合理利用氫能對我國實現(xiàn)雙碳目標的重要意義，準確把握氫能替代的趨勢和新發(fā)展機遇，強化責任擔當，積極主動適應，提前謀劃布局，努力作出貢獻。

（一）統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局

一是地方政府層面，應充分領會和理解《規(guī)劃》內涵，結合國家氫能產(chǎn)業(yè)部署，立足當?shù)貧淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎和資源稟賦條件，先試先行；研究探索“工業(yè)副產(chǎn)氫+可再生能源發(fā)電制氫—氫能冶金”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的支持性政策；協(xié)同推進氫能制取、儲運、應用等基礎設施建設，加快推進鋼鐵行業(yè)“以氫減碳”“以氫代碳”的試驗、示范、推廣和應用。有條件的地方可規(guī)劃打造“工業(yè)副產(chǎn)氫—氫能冶金+可再生能源發(fā)電制氫—氫能物流”等氫能應用產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，引領氫能與鋼鐵創(chuàng)新發(fā)展。

二是鋼鐵企業(yè)層面，要緊跟綠色低碳發(fā)展要求，抓住工業(yè)副產(chǎn)氫發(fā)展新機遇，積極研究編制煤氣平衡診斷與利用規(guī)劃、新能源發(fā)電制氫規(guī)劃，探索氫能在鋼鐵企業(yè)應用新技術、新場景。

（二）標準引領，協(xié)同發(fā)展

一是圍繞鋼鐵行業(yè)氫能制、儲、輸、用等全產(chǎn)業(yè)鏈關鍵核心技術、材料和裝備開展標準體系建設，構建清潔化、低碳化、低成本的多元制氫和用氫體系，充分發(fā)揮標準的規(guī)范和引領作用，指導氫能在鋼鐵行業(yè)不斷向綠色化、低碳化發(fā)展。

二是鼓勵龍頭企業(yè)積極參與各類標準研制工作，尤其是已經(jīng)布局氫能冶金的鋼鐵企業(yè)，占領標準先機。推動氫冶金關鍵核心技術和安全技術協(xié)同發(fā)展，加強氫氣泄漏檢測報警以及氫能相關特種設備的檢驗、檢測等先進技術研發(fā)，確保氫能利用安全可控。

三是積極參與國際氫能標準化活動，加強與氫能技術領先的國家和地區(qū)開展項目合作，堅持共商共建共享原則，探索開展氫能貿(mào)易、基礎設施建設、產(chǎn)品開發(fā)等標準化合作。

（三）專利布局，規(guī)避風險

截至目前，全球氫能冶金相關專利申請主要集中在富氫高爐、氫基豎爐和氫基熔融還原等方面，近兩年國內企業(yè)專利申請數(shù)量顯著增加，但仍亟需系統(tǒng)的專利布局，以規(guī)避知識產(chǎn)權風險。鋼鐵企業(yè)和科研機構應充分利用知識產(chǎn)權工具保護好科研成果，同時借助專利分析主動關注競爭對手，積極開展海外專利布局，提升企業(yè)綜合競爭力。

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