因地制宜发展“蓝色氢能” 支持工业副产氢地区氢能就近高效利用
在“双碳”目标下，继太阳能、风能等新能源快速发展之际，氢能作为公认的零碳能源正在脱颖而出。高盛公司认为氢能产业发展呈现出对经济、社会的冲击和影响，将是具有颠覆性的。作为一种新兴绿色的能源形式，更确切地说是一种高效清洁的能源载体，它具有热值高（是普通汽油热值的3-4倍）、资源丰富（宇宙质量的75%为氢）、低碳环保（没有毒性，不排放二氧化碳）、用途广泛（应用于能源、交通运输、工业、建筑等领域）、前景广阔（到2050年，在全球氢能将创造3000万个工作岗位，创造2.5万亿美元产值，占能源消费的18%；在中国氢气需求量接近6000万吨，产业链年产值达到12万亿元，占能源消费的10%）等特性，是未来国家能源体系的重要组成部分、绿色低碳转型的重要抓手、未来产业发展的重点领域。开发利用好氢能，对推进产业结构升级、助力实现“双碳”目标、保障能源安全具有重大意义。
氢能的利用包括氢的制取、储存与运输、应用三个环节。当前，主流的制氢技术包括化石能源制氢、工业副产氢、电解水制氢等三大类，也就是所谓的“灰色氢能”“蓝色氢能”“绿色氢能”。比较来看，化石能源制氢即“灰色氢能”技术路线目前已经比较成熟，成本较低（甲烷重整制氢成本13-19元/公斤，煤制氢成本9-11元/公斤），但制取过程排放大量二氧化碳等污染物，可采用碳捕集与再利用（CCUS）技术减排，但制氢成本也会相应上升。电解水制氢即“绿色氢能”技术，是指通过“新能源发电技术+电解水制氢技术”等方式，实现零污染、可持续的氢能制备，过程中不产生二氧化碳和其他污染物，从而获得真正意义上的清洁能源，但目前技术还不完全成熟，尤其是制氢成本高（每度电0.6元时，制氢成本40-50元/公斤，电价占总成本的60%～70%），尚不具有市场竞争力。工业副产氢属于“蓝色氢能”范畴，是焦炉煤气、氯碱工业、石化工业生产过程中产生的副产品，工艺成熟，产量稳定，成本较低（制氢成本10-16元/公斤），是中短期内最为可行的制氢途径，可以通过CCUS技术的运用，进一步降低二氧化碳排放。
目前，我国氢气年产量3300多万吨，其中工业副产氢1000万吨左右，为全球之最。长期以来，我国对于副产氢气的利用重视不够，氯碱行业副产氢气大量空放，焦化行业副产焦炉气大多“点灯”，资源浪费现象相当严重。主要问题有五点：一是氢需不旺。下游市场开发不力，终端应用场景偏少，基本局限于交通领域；二是储氢不易。低温储氢能耗大、易挥发，高压储氢体积密度小，固体储氢质量密度低、成本高、操作条件苛刻；三是加氢不便。安全要求严酷，站场选址困难，一次投资偏高。中等规模加氢站建设费用1000万-2000万元，是传统加油站的2-3倍；四是运氢不济。运输成本高，以百公里计，长管拖车2.9元/公斤、液氢槽车1.3元/公斤，管道运输投入大，500万元/公里，合理运输半径只有200-300公里；五是管理不顺。目前，氢能管理渠道不够顺畅，安全监管责任也不够明确，项目审批效率低下，某自治区仅办理加氢站建设手续就需加盖35个公章。
工业副产氢属能源密集型产业。焦炉煤气副产氢主要集中在山西、陕西、河北等省份，氯碱副产氢主要集中在山东、江苏、浙江、河南、河北等省份，丙烷脱氢主要集中在京津冀、山东、江浙、福建、广东等地。目前，国内氢气运输主要采用高压气态运输方式，20兆帕长管拖车单车运力250-350公斤，运输半径200公里，若长距离运输则成本大幅增加。
我国氢能产业尚处于起步时期，比较衡量三大类主流制氢工艺的经济性、成熟性、可靠性，应当优先把易获取、成本低、规模大的工业副产氢用起来，把工业副产氢气利用放在重要战略位置，因地制宜发展“蓝色氢能”，率先打通全产业链条，蹚出商业化路子，开创清洁能源新模式。从工业副产氢的特性优势出发，建议实行“场景应用为基，安全高效为要；重卡公交先行，产业链群联动；就地就近利用，局域链式服务”的开发策略。“场景应用为基，安全高效为要”，要尽快激发氢能需求应用潜力，把大量闲置的工业副产氢用起来，下大力气开发氢能应用场景，尤其是工业园区、钢铁冶炼、新型农场、专业运输等规模化氢能应用场景。氢气易燃易爆，要从技术、装备、管理等诸方面开发副产氢高效利用实用体系技术和消纳模式，强化氢能制取、储运、利用的全过程安全监管，确保安全用氢、高效用氢。“重卡公交先行，产业链群联动”，交通领域氢能应用已经起步，氢能汽车制造工艺总体成熟，较之电动车、燃油车，氢能重卡具有启动快、负载重、出力大、爬坡好的优点，氢能公交、氢能专用车也具有良好的运载性能和比较优势，在副产氢富集区率先应用条件成熟，市场有利。在工业副产氢丰富的地区，围绕副产氢技术研发、装备制造、配套服务，形成上中下游、相关产业联动耦合的氢能应用创新链、产业链、供应链；与当地的产业结构相结合，建立氢能产业链应用生态圈和服务链。“就地就近利用，局域链式服务”，受限于储氢运氢技术，氢能的远距离运输尚缺乏经济性。要以副产氢生产基地为圆心，合理的运输距离为半径（200公里范围内），开展固定线路、钟摆式运输。依托工业副产氢基地，就近就便建立氢能化工园区、制造园区，通过专用氢气输送管网或物流点对点供氢，形成规模化利用、集中式消纳、局域化服务的氢能商用圈。在氢源点附近建设加氢、储氢站场，配套建设汽修厂、停车场、汽车旅馆等保障服务体系。
相较于欧美先进国家，我国的氢能产业仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高、产业政策支撑不够、商用生态开发不足等诸多问题，亟须通堵点、蹚路子、建体系、出试点。依托我国工业副产氢优势，围绕副产氢如何更大规模、更好、更有效地用起来，提出以下四点建议。
一是明确副产氢管理渠道与安全责任。氢气仍被纳入危化品管理目录，加氢站审批难度大，严重制约着工业副产氢商业利用。建议参照（LNG/CNG）现行管理办法，明确副产氢生产、储运、应用等环节的归口管理部门及生产销售管理章程、政策体系，明确加氢站建设、运营、管理的主管职能部门，明确副产氢制运储用各环节安全生产主体责任、部门监管责任和属地管理责任，加快推动工业副产氢工业化开发利用。建议修订能源法，将工业副产氢纳入优先利用范畴，按照能源产品实行专业管理。
二是制定副产氢通用技术标准体系。组织起草副产氢制取、储存、加注、运输、消防、安全使用技术规范，支持龙头企业主导或参与国际、国家及行业标准的研制。建立副产氢安全基础研究体系，包括氢泄露与扩散燃烧、材料与氢的相容性、不同形式的储氢系统以及受限空间内氢监测等在内的氢安全体系。建立副产氢监测、计量、售后服务保障在内的技术产品标准体系。
三是给予副产氢应用政策激励措施。设立工业副产氢重点研发专项和前瞻性开放研究课题，支持高校、科研院所、企业面向科技前沿开展经济高效氢储存和天然气管道掺氢输配技术、氢燃料电池重卡关键零部件研发，对首台套装备和核心部件给予奖补支持。设立专项资金，对工业副产氢企业提纯制备按照改造项目给予资金支持或按银行贷款基准利率贴息补助。对点对点厂内加氢站建设、输氢管网建设按投资额的一定比例给予一次性补贴，同时按照年度氢气实际使用量给予退坡性运营补助，并按照新能源车政策对购买氢能重卡给予一次性购置补贴，免征车购税。鼓励支持使用副产氢的园区、企业使用碳汇指标参与市场化交易。参照公共燃气管网及加压站的政策，对副产氢加氢站和输气管网给予供地支持。鼓励加油、加气、加氢、充电站一体化建设、运营。
四是在山西开展副产氢应用政策试点。山西是我国首个全省域能源革命综合改革试点省，是全国最重要最大的焦化生产基地，焦炉煤气副产氢近120万吨，也是全国最大的重载货运物流基地，重型商用车拥有量达30万辆，非常适合氢能重卡的布局与推广。建议国家在山西实行副产氢纳入能源管理的政策试点。建立工业副产氢“点源-局域-链式”利用示范区。在运营强度大、行驶线路固定的工业园区、物流园区、厂矿区，开展氢燃料电池重卡短驳运输示范应用。在吕梁、长治、临汾、太原、晋中等地开展城市公交车、物流配送车、环卫车等氢燃料电池商用车试点，参照首批氢燃料电池汽车示范城市群政策给予补贴，并能够进入第二批国家示范城市群奖励范围。在中升钢铁、晋钢集团、中晋太行等钢铁企业建设富氢竖炉、富氢高炉中试基地，探索开展以氢作为还原剂的短程化氢冶金技术规模化应用，将山西确定为国家级工业副产氢的政策先行区及技术创新应用中心。
