中國(guó)耦合CCUS制氫機(jī)遇-2023.06月

中國(guó)耦合CCUS制氫機(jī)遇INTERNATIONAL

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中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇摘要摘要?dú)淠芎吞疾都门c封存（CCUS）技術(shù)將互為補(bǔ)充地在中國(guó)

2030

年前實(shí)現(xiàn)達(dá)峰和2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和承諾的進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。氫能可以通過(guò)在工業(yè)過(guò)程中用作燃料和原料、燃料電池電力運(yùn)輸以及生產(chǎn)用于航運(yùn)和航空的合成烴燃料等方式為中國(guó)的能源系統(tǒng)脫碳戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)。本報(bào)告中的情景分析表明，到2060

年，可再生能源電解產(chǎn)生的氫氣可滿(mǎn)足大部分氫氣需求，為現(xiàn)有氫氣生產(chǎn)設(shè)施配備CCUS

可作為減少排放和擴(kuò)大低排放氫氣供應(yīng)的補(bǔ)充戰(zhàn)略。本報(bào)告是與中國(guó)

21

世紀(jì)議程管理中心（ACCA21）合作編寫(xiě)。報(bào)告根據(jù)國(guó)際能源署和中國(guó)氫能聯(lián)盟獨(dú)立開(kāi)發(fā)的情景，探討了中國(guó)目前氫能和

CCUS

發(fā)展現(xiàn)狀，并分析到2060

年中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)各部門(mén)對(duì)于氫氣需求的潛在演變過(guò)程。報(bào)告還對(duì)不同制氫路線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性和生命周期排放進(jìn)行了比較評(píng)估。最后，報(bào)告討論了在部署CCUS

和氫能方面的潛在協(xié)同效應(yīng)，并闡述了在中國(guó)部署

CCUS

耦合制氫所需的融資機(jī)制和支持政策。3中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇致謝致謝本報(bào)告由國(guó)際能源署（IEA）可持續(xù)發(fā)展、技術(shù)和展望局的

Timur

Gül

主任領(lǐng)導(dǎo)的能源技術(shù)政策部門(mén)與黃晶主任領(lǐng)導(dǎo)的中國(guó)

21

世紀(jì)議程管理中心（ACCA21）合作編制。IEA

的領(lǐng)銜作者是Mathilde

Fajardy，以及前IEA

人員Niels

Berghout

和徐冬。前IEA

CCUS

工作組負(fù)責(zé)人Samantha

McCulloch

對(duì)報(bào)告的撰寫(xiě)提供了大力支持和指導(dǎo)。Praveen

Bains,

Simon

Bennett,

Jose

Miguel

Bermudez

Menendez,

SaraBudinis,

Elizabeth

Connelly,

Araceli

Fernandez

Pales,

Carl

Greenfield,

Peter

Levi,Rebecca

McKimm,

Rachael

Moore,

Uwe

Remme,

和朱爾璞等IEA

其他人員對(duì)報(bào)告提供了寶貴的意見(jiàn)和建議。楊碧晴，楊志宇及Caroline

Abettan

也提供了必要的支持。中國(guó)二十一世紀(jì)議程管理中心的領(lǐng)銜作者是張賢。黃晶、柯兵和陳其針在報(bào)告準(zhǔn)備過(guò)程中提供了重要審查和指導(dǎo)意見(jiàn)。在馬喬、賈國(guó)偉、劉家琰、呂昊東、張東陽(yáng)、張雪晶、楊念的協(xié)助下，史明威、彭雪婷完成了報(bào)告里部分?jǐn)?shù)據(jù)的提供和分析工作。來(lái)自中國(guó)各相關(guān)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家學(xué)者們?cè)诒本├砉ご髮W(xué)魏一鳴副校長(zhǎng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織下，參與了報(bào)告的準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)分析和編寫(xiě)工作，為報(bào)告的完成付出了大量努力。具體參與單位及人員名單包括：?

中國(guó)氫能聯(lián)盟研究院（CHARI）：在中國(guó)氫能聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)劉瑋的指導(dǎo)下，萬(wàn)燕鳴組織熊亞林，王雪穎和肖晨江為本報(bào)告編制提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)支持和分析研究。?

國(guó)家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院(NETRI)：在崔青汝副總的指導(dǎo)下，徐冬和王志勇開(kāi)展了相關(guān)數(shù)據(jù)支撐和報(bào)告撰寫(xiě)修改等工作。?

北京理工大學(xué)(BIT)：在魏一鳴副校長(zhǎng)指導(dǎo)下，李家全在李小裕，楊波，廖華，梁巧梅，康佳寧，張?jiān)讫?，趙魯濤，戴敏，徐碩，崔鴻堃，彭淞，紀(jì)一卓的協(xié)助下開(kāi)展了部分報(bào)告的編制工作。?

北京師范大學(xué)：劉蘭翠教授為本報(bào)告提供了數(shù)據(jù)分析和報(bào)告修改工作。?

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)：樊靜麗教授組織李凱、王鈺璇、項(xiàng)小娟、毛依帆、鮮玉嬌、王兵等一起開(kāi)展了部分報(bào)告主體的編制。4中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇致謝?

中國(guó)科學(xué)院巖土力學(xué)研究所(IRMSM)：魏寧研究員在劉勝男的協(xié)助下開(kāi)展了部分報(bào)告分析和案例分析等工作。國(guó)際能源署通信和數(shù)字辦公室協(xié)助并完成了最終報(bào)告和網(wǎng)站材料的制作，相關(guān)人員包括

Astrid

Dumond,

Clara

Vallois,

Lucile

Wall

和

Therese

Walsh。該報(bào)告由KristineDouaud

負(fù)責(zé)編輯。在史明威、王志勇、李家全、萬(wàn)燕鳴、劉蘭翠、樊靜麗、魏寧、楊志宇,

楊碧晴和RebeccaMcKimm

等人的協(xié)助下，張賢和徐冬組織并完成了報(bào)告的翻譯工作。5中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇目錄目錄執(zhí)行摘要.......................................................................7第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇

........................................................10中國(guó)的碳中和承諾................................................................10溫室氣體減排中的氫能價(jià)值........................................................11中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀............................................................12中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇............................................................13低排放制氫中的CCUS

技術(shù)

.......................................................16中國(guó)的低排放氫標(biāo)準(zhǔn)..............................................................21第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望

......................................................23中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)藍(lán)圖............................................................23中國(guó)氫能供需關(guān)系展望............................................................24氫能在工業(yè)和燃料轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用....................................................26氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用............................................................29氫能在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用............................................................31氫能在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用............................................................31第三章：低排放氫生產(chǎn)路線(xiàn)

......................................................33氫能耦合CCUS..................................................................33其他低排放制氫路徑..............................................................36制氫路線(xiàn)比較....................................................................41第四章：促進(jìn)氫與CCUS

的協(xié)同效應(yīng)..............................................45氫能和CCUS

的潛在協(xié)同作用

.....................................................45氫與CCUS

在產(chǎn)業(yè)集群中的協(xié)同定位

...............................................46低成本CO

捕集機(jī)會(huì)

.............................................................472CO2

利用可產(chǎn)生收益

.............................................................47生物質(zhì)制氫結(jié)合CCUS

技術(shù)實(shí)現(xiàn)碳移除

.............................................52政策建議........................................................................53參考文獻(xiàn)......................................................................55附錄..........................................................................60附錄A：中國(guó)氫能項(xiàng)目

............................................................60附錄B：中國(guó)煤化工CCUS

案例研究................................................62縮寫(xiě)對(duì)照表......................................................................67術(shù)語(yǔ)表..........................................................................676中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇執(zhí)行摘要執(zhí)行摘要中國(guó)氫能和CCUS技術(shù)發(fā)展機(jī)遇氫能和碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)將互為補(bǔ)充地在中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。中國(guó)承諾

2030

年前實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，并在

2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這需要能源系統(tǒng)的深刻變革。中國(guó)碳中和政策文件已將低排放氫能和

CCUS

技術(shù)作為關(guān)鍵優(yōu)先領(lǐng)域。中國(guó)氫能產(chǎn)量居世界首位，但當(dāng)前生產(chǎn)過(guò)程具有高碳排放量的特征。2020

年，中國(guó)氫產(chǎn)量約為3300

萬(wàn)噸，約占全球產(chǎn)量的30%。目前，氫的需求主要來(lái)自化工與煉油行業(yè)，中國(guó)的領(lǐng)先產(chǎn)量源于在全球化學(xué)品市場(chǎng)中的巨大份額和龐大的煉油產(chǎn)能。中國(guó)是目前世界上唯一大規(guī)模采用煤炭制取氫氣的國(guó)家。2020

年，中國(guó)約有三分之二的氫產(chǎn)自煤制氫工廠，制氫業(yè)共排放3.6

億噸CO

。2現(xiàn)有制氫設(shè)施加裝

CCUS

是減少排放和擴(kuò)大低排放氫供應(yīng)的關(guān)鍵舉措。要使氫氣為中國(guó)碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)，將制氫過(guò)程轉(zhuǎn)向低排放排放至關(guān)重要。最具前景的低排放制氫路線(xiàn)包括可再生電力電解水制氫，或耦合

CCUS

的化石燃料制氫。中國(guó)很多現(xiàn)有煤制氫工廠在近期建成，碳排放量大，且可能在未來(lái)數(shù)十年運(yùn)行，加裝CCUS

將對(duì)這些工廠的減排具有關(guān)鍵作用。在煤炭資源豐富和具備

CO

封存條件地區(qū)，CCUS

還可為新增制氫產(chǎn)能提供可行2的、具有成本效益的選擇。考慮到中國(guó)本土天然氣資源有限，以及中國(guó)龐大的煤氣化工廠數(shù)量，耦合CCUS

的煤制氫技術(shù)仍將持續(xù)為中國(guó)重要的化石燃料制氫路線(xiàn)。不過(guò)，從

21

世紀(jì)

30

年代起，電解水制氫很可能逐步成為中國(guó)主要的制氫技術(shù)路徑。到2060

年，隨著電解槽和可再生能源預(yù)期成本降低，可再生電力電解水制氫占中國(guó)氫供應(yīng)總量的比例可達(dá)80%。氫能在經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用氫能的利用可以解決中國(guó)目前在能源和排放方面面臨的一系列挑戰(zhàn)。低排放氫能可助力多部門(mén)（包括長(zhǎng)途運(yùn)輸、化工和鋼鐵等）的深度減排。將氫氣作為能源載體還可以改善空氣質(zhì)量，降低能源進(jìn)口依賴(lài)，并促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新?；谏鲜鲈?，中國(guó)氫能聯(lián)盟提出倡議：到2060

年，將氫能在中國(guó)終端能源需求中的占比提高到20%。氫能將在中國(guó)

2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略中發(fā)揮重要作用。在國(guó)際能源署（IEA）的承諾目標(biāo)情景（APS）中，為實(shí)現(xiàn)氣候目標(biāo)，到2060

年，中國(guó)氫能需7中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇執(zhí)行摘要求可能增加

3

倍以上。其中，三分之二的增長(zhǎng)來(lái)自交通部門(mén)的氫氣和氫基燃料需求，近三分之一與工業(yè)過(guò)程中的氫燃料和原料需求有關(guān)。在IEA

承諾目標(biāo)情景下，到2030

年，中國(guó)氫氣需求量將增長(zhǎng)至3100

萬(wàn)噸，部分原因是由于氫制甲醇、煉油和煤化工等傳統(tǒng)需求的增長(zhǎng)；同時(shí)氫能的新用途（包括作為燃料或原料在非化學(xué)工業(yè)、交通、建筑等部門(mén)中的應(yīng)用）也在逐步發(fā)展。氫市場(chǎng)將在21

世紀(jì)30

年代開(kāi)始迅速發(fā)展，到2060年需求將超過(guò)9000

萬(wàn)噸，主要原因是燃料電池重型卡車(chē)和航運(yùn)、航空氫基燃料市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，以及工業(yè)部門(mén)對(duì)于氫基燃料和氫基原料需求不斷增長(zhǎng)。有針對(duì)性的支持舉措能夠擴(kuò)大中國(guó)的氫能需求。中國(guó)氫能聯(lián)盟的分析表明，針對(duì)性氫能政策和支持舉措可以帶來(lái)更大的市場(chǎng)需求?；诓煌谀茉聪到y(tǒng)模型框架的自下而上方法，中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)中國(guó)氫能的技術(shù)和商業(yè)潛力進(jìn)行了詳細(xì)評(píng)估。結(jié)果表明，到

2030

年，中國(guó)氫需求將增至

3700

萬(wàn)噸，到

2060

年將增至

1.3

億噸，其中交通和工業(yè)領(lǐng)域中氫和氫基燃料的增長(zhǎng)尤為顯著。CCUS支持具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的氫能技術(shù)發(fā)展在中國(guó)煤炭資源豐富、CO

封存條件較好、可再生能源有限的地區(qū)，耦合

CCUS2的煤制氫技術(shù)將是一種低成本制取低排放氫的選擇。中國(guó)的制氫成本因地而異，受多方面因素影響，其中資本成本、可再生能源的成本和可獲得性是關(guān)鍵。目前中國(guó)耦合

CCUS

的煤制氫的成本為

1.4~3.1

美元/kg

H

?？稍偕茉措娏﹄娊馑?制氫更為昂貴，受電力的來(lái)源和可獲得性影響，成本為

3.1~9.7

美元/kg

H

。預(yù)計(jì)2中期成本將大幅下降；在太陽(yáng)能和風(fēng)能資源條件良好的地區(qū)，遠(yuǎn)期成本有望降到1.5

美元/kgH

左右。2高CO

捕集率和低上游排放是保證耦合CCUS

的煤制氫路徑低排放的決定性因素。2在捕集率為

90~95%、考慮上游燃料排放的情況下，中國(guó)化石能源耦合

CCUS

技術(shù)制取的低排放氫溫室氣體（GHG）排放強(qiáng)度為：煤制氫

3.5~4.5

kg

CO

eq/kg2H

，天然氣制氫2.6~3.1

kgCO

eq/kgH

。222在目前的電力系統(tǒng)下，采用電網(wǎng)電力電解水制取的氫氣GHG排放強(qiáng)度為29~31

kgCO

/kg

H

。如果包括制氫裝置制造過(guò)程排放，可再生能源電力電解水制氫的排放22強(qiáng)度平均為

0.3~0.8

kg

CO

/kg

H

。結(jié)合

CCUS

技術(shù)的煤制氫或天然氣制氫部署22CCUS

技術(shù)排放強(qiáng)度，可滿(mǎn)足目前中國(guó)“清潔氫”標(biāo)準(zhǔn)——低于4.9

kg

CO

eq/kg2H

（全球首個(gè)該領(lǐng)域正式標(biāo)準(zhǔn)）。然而，隨著時(shí)間的推移，該門(mén)檻可能進(jìn)一步收2緊，從而在未來(lái)匹配目前正在制定的國(guó)際市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。8中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇執(zhí)行摘要推動(dòng)氫能與CCUS協(xié)同，助力中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和氫能和

CCUS

共同部署可達(dá)到互利共贏和相互促進(jìn)的效果?；剂现茪溥^(guò)程產(chǎn)生的CO

純度相對(duì)較高，是CCUS

設(shè)施以最低成本捕集CO

的選擇之一，同時(shí)其22為

CCUS

技術(shù)發(fā)展和

CO

相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施投資提供了早期機(jī)會(huì)。在承諾目標(biāo)情景中，22060

年中國(guó)能源部門(mén)的CO

捕集量將達(dá)到26

億噸。2工業(yè)集群可成為擴(kuò)大低排放氫生產(chǎn)和

CCUS

技術(shù)部署的神經(jīng)中樞。氫的供需主要集中在工業(yè)集群中，其中部分位于潛在的CO

封存地距離附近。因此，對(duì)現(xiàn)有制2氫設(shè)施進(jìn)行CCUS

改造可為擴(kuò)大低排放制氫基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模提供低成本途徑，同時(shí)帶動(dòng)CO

運(yùn)輸和封存基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此外，由于潛在需求聚集（例如重型卡車(chē)），2工業(yè)集群同時(shí)也是將氫能應(yīng)用拓展到其他部門(mén)的理想場(chǎng)所。捕集的

CO

和氫氣是未來(lái)合成燃料的關(guān)鍵原料。盡管目前生產(chǎn)成本較高，但合成2燃料是長(zhǎng)途運(yùn)輸特別是航空業(yè)為數(shù)不多的減排方案之一，因?yàn)橹苯邮褂脷淠芑蛘唠姎饣瘜?duì)其具有挑戰(zhàn)性。此外，中國(guó)捕集

CO

也可以用于提高石油采收率（CO22enhanced

oil

recovery，CO

-EOR）、生產(chǎn)化學(xué)品和建筑材料。在某些用途中，2CO

可能會(huì)被重新釋放到大氣中（包括合成燃料燃燒排放），因此需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮?算來(lái)確定減排量。生物質(zhì)制氫耦合

CCUS

具備碳移除效應(yīng)，可抵消其他經(jīng)濟(jì)部門(mén)排放。在中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的進(jìn)程中，碳移除技術(shù)將發(fā)揮抵消工業(yè)和交通部門(mén)剩余碳排放的重要作用。盡管生物質(zhì)制氫耦合CCUS

技術(shù)仍處于早期發(fā)展階段，但其可實(shí)現(xiàn)碳移除。但是，該技術(shù)路線(xiàn)需要可持續(xù)的生物質(zhì)供應(yīng)，面臨與燃料制備（如生物煤油）等其他生物質(zhì)利用途徑的競(jìng)爭(zhēng)。9中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇摘要?

低排放氫可以成為中國(guó)

2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略的重要組成部分。低排放氫提供了包括長(zhǎng)途運(yùn)輸、化工和鋼鐵在內(nèi)的一系列領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)深度減排的途徑。此外，它的使用還有利于改善空氣質(zhì)量、減少對(duì)進(jìn)口燃料的依賴(lài)，并推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新。?

中國(guó)在氫氣的生產(chǎn)和使用方面處于全球領(lǐng)先地位。2020

年，中國(guó)的氫氣產(chǎn)量在2600~3300

萬(wàn)噸之間，具體值取決于對(duì)于副產(chǎn)氫產(chǎn)量的考慮。中國(guó)的領(lǐng)先地位源于其龐大的化學(xué)工業(yè)和煉油能力，這是當(dāng)今主要的氫氣消費(fèi)領(lǐng)域。?

中國(guó)超過(guò)三分之二的專(zhuān)用氫氣生產(chǎn)來(lái)自煤炭，其余幾乎全部來(lái)自天然氣。這也導(dǎo)致了大量的碳排放。根據(jù)IEA

數(shù)據(jù)，使用化石燃料制氫導(dǎo)致每年排放約3.6

億噸二氧化碳（不包括甲醇和尿素生產(chǎn)中捕集并直接利用的1.15

億噸CO

）2?

碳捕獲、利用和封存

（CCUS）

可以支持和中國(guó)加速擴(kuò)大具有成本效益的低排放制氫規(guī)模。CCUS的主要作用是解決現(xiàn)有制氫廠的排放問(wèn)題，特別是其中許多制氫廠可能會(huì)在未來(lái)幾十年內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)其還可以為煤炭成本低、擁有

CO

封2存地，以及風(fēng)能和太陽(yáng)能稀缺地區(qū)的新增制氫產(chǎn)能提供具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的選項(xiàng)。中國(guó)的碳中和承諾2020

年

9

月，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上承諾，中國(guó)將在

2030

年之前實(shí)現(xiàn)CO

排放量達(dá)到峰值，并在2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這一承諾的宣布是國(guó)際氣2候政策的一個(gè)重要里程碑，并在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生了連鎖效應(yīng)。根據(jù)

IEA

數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)能源相關(guān)CO

排放量超過(guò)了110億噸，約占全球的三分之一。

（IEA,22021a）向碳中和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，需要中國(guó)能源部門(mén)進(jìn)行快速而深刻的轉(zhuǎn)型，通過(guò)廣泛的技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)所有經(jīng)濟(jì)部門(mén)的深度減排。能源效率和可再生能源供給能力的快速提高是實(shí)現(xiàn)碳中和關(guān)鍵，但仍需要大幅加速部署包括氫和

CCUS

在內(nèi)的一系列清潔能源技術(shù)。10中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇溫室氣體減排中的氫能價(jià)值氫能在能源系統(tǒng)低排放轉(zhuǎn)型中具有較大的前景。氫能在一些行業(yè)中有許多潛在的應(yīng)用，特別是在那些幾乎沒(méi)有替代減排解決方案的行業(yè)中，如長(zhǎng)途運(yùn)輸和重工業(yè)。具體來(lái)說(shuō)，氫氣的潛在用途包括用作燃料電池汽車(chē)（Fuel

Cell

Electric

Vehicles,FCEVs）動(dòng)力源，化學(xué)品和合成運(yùn)輸燃料（如氨和煤油）的原料，鋼鐵生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程的還原劑，以及在某些地區(qū)用于建筑物供暖。氫氣可從多種能源制取，包括天然氣、煤炭、生物質(zhì)、可再生能源電力和核電。其中，電解水制氫，即將水分解為氫氣和氧氣的過(guò)程，允許在電氣化困難的其他經(jīng)濟(jì)部門(mén)間接使用低排放電力。當(dāng)前，氫氫能的使用主要是工業(yè)應(yīng)用和煉油。具體來(lái)說(shuō)，在全球范圍內(nèi)，氫氣（包括純氫和與其他氣體混合的混合氫）有三大應(yīng)用領(lǐng)域，分別是石油精煉（44%）、合成氨生產(chǎn)（38%）和甲醇生產(chǎn)（13%）（IEA，2021b）。近幾十年，全球氫需求量迅速增長(zhǎng)，已從2000

年的約6000

萬(wàn)噸/年增至2020

年的約9000

萬(wàn)噸/年，且未來(lái)將進(jìn)一步增加1。從能源角度看，2020年全球的氫氣需求量約為10EJ。氫氣碳足跡高低主要取決于用于制氫的一次能源。盡管氫氣在使用過(guò)程中不會(huì)排放CO

，但廣泛使用煤炭和天然氣制氫，會(huì)致使當(dāng)前氫氣碳足跡居高不下。當(dāng)今2世界上生產(chǎn)的絕大多數(shù)氫來(lái)自化石燃料。2020年約80%的氫氣是在“專(zhuān)用”制氫設(shè)施中生產(chǎn)的，這意味著氫是主要產(chǎn)品，其中

74%和

24%的氫氣分別來(lái)自沒(méi)有采取減排措施的“專(zhuān)用”天然氣和煤炭制氫設(shè)施，相當(dāng)于約

240

億立方米天然氣（2020

年占全球天然氣需求的6%）和1.15

億噸標(biāo)準(zhǔn)煤（全球需求的2%）。全球剩余

20%

的氫氣供應(yīng)是副產(chǎn)氫，來(lái)自主要用于生產(chǎn)其他產(chǎn)品的設(shè)施和工藝，例如鋼鐵或甲醇生產(chǎn)工藝。副產(chǎn)氫通常需要經(jīng)過(guò)脫水或其他凈化處理工藝，再輸送至各類(lèi)用氫工藝和設(shè)施。石油精煉廠的石腦油催化重整（catalytic

naphthareforming，CNR）工藝是副產(chǎn)氫的主要來(lái)源之一。2020

年，僅有不到

0.8%

的氫氣產(chǎn)量來(lái)自水電解（約

0.03%）或配備

CCUS

技術(shù)的化石燃料制氫設(shè)施（約0.7%），這是目前可用的兩條最成熟的低排放制氫路線(xiàn)。2020

年全球氫氣的生產(chǎn)（專(zhuān)用制氫設(shè)施和副產(chǎn)氫制備設(shè)施）造成了近

9

億噸的

CO

排放

2（IEA，22021b）。1

包括7000多萬(wàn)噸的純氫和低于2000萬(wàn)噸的與甲醇生產(chǎn)和鋼鐵冶煉過(guò)程中的含碳?xì)怏w混合的混合氫，不包括約3000萬(wàn)噸存在于工業(yè)過(guò)程殘余氣體中的用于供熱和發(fā)電的氫氣。供熱和發(fā)電的利用方式與殘余氣體中固有的氫氣存在有關(guān)，與任何氫氣需求無(wú)關(guān)，因此這些氫氣在這里不被視為氫需求。2

包括捕集并現(xiàn)場(chǎng)用于合成氨和甲醇生產(chǎn)的2.65億噸CO

（最終會(huì)釋放到大氣中）。211中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀由于工業(yè)部門(mén)對(duì)氫氣需求不斷增長(zhǎng)和低廉的制氫原材料成本，中國(guó)自2010年以來(lái)一直是全球最大的氫氣生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)（中國(guó)氫能聯(lián)盟，2020a），自2010

年以來(lái)中國(guó)氫氣消費(fèi)量增長(zhǎng)了30%，并在2020

年達(dá)到3300

萬(wàn)噸左右，占全球氫氣總消費(fèi)量的

30%。上述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包含了鋼鐵冶煉廠煤炭焦化與氯堿電解制氯氣和燒堿過(guò)程產(chǎn)生并就地用于熱電聯(lián)產(chǎn)的氫氣。由專(zhuān)用制氫設(shè)備制取的氫氣和CNR

工藝的副產(chǎn)氫（IEA評(píng)估依據(jù)），合計(jì)約為2600

萬(wàn)噸3

（IEA,2021a）。由于中國(guó)的合成氨、甲醇以及其他高值化學(xué)品產(chǎn)能占全球總產(chǎn)能約

30%，使得中國(guó)成為全球氫氣需求量最大的國(guó)家（IEA,

2021a）。同時(shí)，中國(guó)也是世界第二大煉油產(chǎn)能?chē)?guó)，2021

年煉油產(chǎn)能達(dá)到

1700

萬(wàn)桶/天（IEA,

2021c）。合成氨生產(chǎn)（耗氫

1000-1100

萬(wàn)噸/年，根據(jù)不同數(shù)據(jù)，來(lái)源數(shù)值有所差異）和石油精煉（耗氫

800-900

萬(wàn)噸/年）是目前最大的純氫消費(fèi)需求領(lǐng)域。甲醇（耗氫

700-900

萬(wàn)/年）以與其他氣體（如一氧化碳）混合的混合氫作為原料進(jìn)行生產(chǎn)噸）。作為燃料直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)使用為其他工業(yè)流程提供高品位熱的氫氣需求量大約

500

萬(wàn)噸/年（中國(guó)氫能聯(lián)盟,

2020a）。目前，只有不到2

萬(wàn)噸的純氫被用于以FCEVs

為代表的新型交通運(yùn)輸工具4。煤炭仍然是中國(guó)氫生產(chǎn)的主要原料，當(dāng)前近三分之二的氫氣（約2100

萬(wàn)噸）通過(guò)煤氣化生產(chǎn)。中國(guó)用于制氫的煤炭消費(fèi)量占煤炭總消費(fèi)量的

5%。天然氣重整則是另一種主要的專(zhuān)用制氫方式，年產(chǎn)量約500

萬(wàn)噸。目前只有極少部分氫氣來(lái)自電解水制氫工藝。此外，鋼鐵冶煉廠煤炭焦化、氯堿電解生產(chǎn)氯氣與燒堿、脫氫、輕油餾分與裂化、CNR

過(guò)程等生產(chǎn)了大量工業(yè)副產(chǎn)氫，產(chǎn)量約為

700

萬(wàn)噸（中國(guó)氫能聯(lián)盟,

2020a）。3

由于使用工業(yè)副產(chǎn)氣中的氫氣發(fā)電與供熱（如鋼鐵生產(chǎn)中的煤焦化、氯堿電解等）與其中固有氫氣組分有關(guān)，與任何氫氣需求無(wú)關(guān)，因此上述氫氣使用量在IEA

的定義中不被視為氫氣需求。4

目前，在交通領(lǐng)域應(yīng)用的氫氣主要是工業(yè)副產(chǎn)氫。12中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇2020

年中國(guó)氫氣生產(chǎn)與需求概況40403530252015105副產(chǎn)氫其他3530252015105電解水制氫天然氣制氫煤制氫合成氨合成甲醇工業(yè)原料/燃料交通運(yùn)輸精煉00氫氣產(chǎn)量氫氣需求IEA.CCBY

4.0.注：工業(yè)副產(chǎn)氫來(lái)源包括鋼鐵冶煉廠煤炭焦化、氯堿電解生產(chǎn)氯氣與燒堿、脫氫、輕油餾分與裂化以及CNR

工藝。專(zhuān)用制氫設(shè)備制取的氫氣和CNR

工藝的副產(chǎn)氫（IEA

評(píng)估依據(jù)），合計(jì)約為2600

萬(wàn)噸。來(lái)源：中國(guó)氫能聯(lián)盟（2020a），《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》。IEA

的分析表明，廣泛使用化石燃料制氫導(dǎo)致中國(guó)每年排放約3.6

億噸的CO

（不2包括甲醇和尿素生產(chǎn)中捕集并直接利用的1.15

億噸CO

）。2中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇中國(guó)政府致力于擴(kuò)大低排放氫的生產(chǎn)規(guī)模，并創(chuàng)造新的氫能終端應(yīng)用場(chǎng)景，例如作為FCEVs

的燃料，以解決空氣污染和棄風(fēng)棄光等問(wèn)題。多年來(lái)，中國(guó)一直在積極發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，除了應(yīng)對(duì)氣候變化因素外，還有經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和其他方面的驅(qū)動(dòng)因素:引領(lǐng)全球氫能技術(shù)的機(jī)遇。氫能領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新可以開(kāi)辟?lài)?guó)內(nèi)外新興市場(chǎng)，并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型增長(zhǎng)模式與中國(guó)政府的“十四五”規(guī)劃布局及技術(shù)自立戰(zhàn)略高度吻合。減少本土空氣污染。在工業(yè)制造和交通運(yùn)輸行業(yè)中廣泛使用的化石燃料是空氣污染物的主要來(lái)源。氫能源應(yīng)用于交通工具和制熱用途，無(wú)顆粒物產(chǎn)生和排放。城市空氣污染及其關(guān)聯(lián)引發(fā)的健康和環(huán)境問(wèn)題，已成為中國(guó)能源戰(zhàn)略決策的主要考量因素。保障能源供應(yīng)安全。中國(guó)的石油、天然氣對(duì)外依存度高，供應(yīng)嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。氫能可使中國(guó)通過(guò)利用更具成本優(yōu)勢(shì)國(guó)內(nèi)資源替代部分油氣，如煤（結(jié)合

CCUS

進(jìn)行利用時(shí)）與可再生能源（包括棄掉的風(fēng)電和光電），使中國(guó)一次能源供給更加多樣化。龐大的國(guó)內(nèi)制氫資源基礎(chǔ)甚至可以使其在未來(lái)出口氫氣。中國(guó)氫能聯(lián)盟在其發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》中進(jìn)行了詳盡分析并指出，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)面臨巨大的發(fā)展機(jī)遇，其中氫FCEVs、工業(yè)燃料13中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇與原料用氫、氫基合成燃料被認(rèn)為是未來(lái)氫能應(yīng)用的關(guān)鍵市場(chǎng)（中國(guó)氫能聯(lián)盟，2020a）。中國(guó)對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)的支持中國(guó)支持氫能和燃料電池發(fā)展的悠久歷史可以追溯到

20

世紀(jì)

50

年代早期。自1980

年代以來(lái)，中國(guó)政府陸續(xù)通過(guò)“863

計(jì)劃”和“973

計(jì)劃”等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)研發(fā)項(xiàng)目，加速氫能技術(shù)的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化。

截至2019

年底，中國(guó)在氫能相關(guān)研究、開(kāi)發(fā)和示范項(xiàng)目上的研發(fā)支出超過(guò)

20

億元人民幣（3

億美元）（中國(guó)氫能聯(lián)盟，2020b

）。中國(guó)氫能及燃料電池研究歷程,1991-2020時(shí)期研發(fā)過(guò)程資金?

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所開(kāi)展質(zhì)子交換膜燃料電池（protonexchangemembranefuelcell，PEMFC）研究。1991-1995?

中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、過(guò)程工程研究所（原化學(xué)冶金研究所）和清華大學(xué)啟動(dòng)燃料電池研究。4000

萬(wàn)元人民幣（600

萬(wàn)美元）1996-2000

?

對(duì)PEMFC

及燃料電池系統(tǒng)研究。?

國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃（863

計(jì)劃）：中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所牽12

億元人民幣。（1.8

億美元）頭開(kāi)展FCEVs

研究。2001-20052006-20102011-20152016-2020?

清華大學(xué)、浙江大學(xué)開(kāi)展研究PEMFC

與儲(chǔ)氫技術(shù)。?

國(guó)家基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973

計(jì)劃）和863

計(jì)劃：設(shè)立開(kāi)展制氫、儲(chǔ)氫及燃料電池組件材料技術(shù)研究。3.5

億元人民幣（5300

萬(wàn)美元）1.6

億元人民幣?

建設(shè)燃料電池技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，開(kāi)始關(guān)注甲醇燃料電池的發(fā)展，拓寬小型燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域和FCEVs

示范運(yùn)營(yíng)。（2400

萬(wàn)美元）?

“十三五”期間，中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部在武漢理工大學(xué)召開(kāi)的氫能與燃料電池技術(shù)研討會(huì)，重點(diǎn)研討燃料電池和FCEVs

及其關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)。5

億元人民幣（7500

萬(wàn)美元）資料來(lái)源：中國(guó)氫能聯(lián)盟（2020b），中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊(cè)。14中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇“十三五”期間（2016-2020

年），圍繞氫能和燃料電池的研發(fā)活動(dòng)進(jìn)一步被重視，科技部通過(guò)“可再生能源與氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)支持了

27

個(gè)氫能研發(fā)項(xiàng)目。此外，2022

年北京冬奧會(huì)引入了三個(gè)氫能“科技冬奧”項(xiàng)目，包括氫氣的生產(chǎn)和儲(chǔ)存、千輛

FCEVs

示范運(yùn)營(yíng)和相關(guān)的加氫基礎(chǔ)設(shè)施（完整項(xiàng)目清單見(jiàn)附件

1）（中國(guó)氫能聯(lián)盟，2020b）。2015

年，國(guó)務(wù)院將氫能和FCEVs

列為“中國(guó)制造2025”的關(guān)鍵技術(shù)之一。過(guò)去三年的政策和監(jiān)管措施發(fā)展表明，氫能在中國(guó)的戰(zhàn)略利益越來(lái)越關(guān)鍵。僅2019

年發(fā)布的政策文件，就有

10

份涉及氫能，其中包括強(qiáng)調(diào)氫能基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的《國(guó)務(wù)院政府工作報(bào)告》。

2020

年上半年，又有六份來(lái)自不同部委的政策文件給予氫能技術(shù)支持，特別是對(duì)氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用（Yue

et

al.,

2020）。2020

年

4

月，國(guó)家能源局在《中華人民共和國(guó)能源法（征求意見(jiàn)稿）》中將氫能定義為“能源”。保持這一趨勢(shì)，氫經(jīng)濟(jì)在2021

年3

月通過(guò)的“十四五”子行業(yè)規(guī)劃中占據(jù)突出地位。2022

年3

月，中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035

年）》，制定了中國(guó)首個(gè)發(fā)展低排放氫能產(chǎn)業(yè)的國(guó)家級(jí)規(guī)劃。該計(jì)劃目標(biāo)到

2025

年氫

FCEVs

保有量達(dá)到

5

萬(wàn)輛，可再生能源制氫量達(dá)到

10~20

萬(wàn)噸/年（通過(guò)電解水或生物質(zhì)制氫），到

2035

年持續(xù)擴(kuò)大氫能基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模（中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，2022）。地方和地區(qū)政府發(fā)展氫能的熱情高漲。截至

2019

年底，至少有

10

個(gè)省市出臺(tái)了氫能及燃料電池行動(dòng)規(guī)劃，并視其為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的機(jī)會(huì)。僅在

2020

年前六個(gè)月，地方政府就發(fā)布了

30

項(xiàng)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策（Tu,

2020）。政策的成功體現(xiàn)在氫FCEVs

銷(xiāo)量的增長(zhǎng)和氫能關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張。近年來(lái)，北京、廣東、河北、江蘇、山東、上海等地方政府根據(jù)產(chǎn)業(yè)和資源基礎(chǔ)，相繼發(fā)布了區(qū)域氫能發(fā)展規(guī)劃。這些省市擁有中國(guó)新興氫能企業(yè)總數(shù)的一半左右。2020

年，廣東、北京、河北三地氫

FCEVs

銷(xiāo)量占當(dāng)年中國(guó)總銷(xiāo)量的

80%。京津冀、上海和廣東的FCEVs

城市群，旨在促進(jìn)氫能制取-輸配-利用全鏈條研發(fā)和大規(guī)模示范，這也證明中國(guó)在交通領(lǐng)域發(fā)展氫能的雄心。2014-2022年中國(guó)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策和文件清單年當(dāng)局政策或文件關(guān)鍵2014國(guó)務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)氫能與燃料電池技術(shù)正式成為能源技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)略方向劃（2014-2020）》2016

年中共中央、國(guó)務(wù)院《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》氫能是能源技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要元素15中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇年當(dāng)局政策或文件關(guān)鍵20182019多個(gè)部委*

、國(guó)家能源局和

《2019

年綠色產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)

鼓勵(lì)氫能基礎(chǔ)設(shè)施、燃料電池、新中國(guó)人民銀行目錄》能源汽車(chē)和氫能在航運(yùn)中的應(yīng)用全國(guó)人民代表大會(huì)《2019

年政府工作報(bào)首次提及推進(jìn)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)告》2020

年4國(guó)家能源局國(guó)家能源局《中華人民共和國(guó)能源法（征求意見(jiàn)稿）》將氫能定義為“能源”推動(dòng)氫能等新技術(shù)融合月2020

年4《關(guān)于做好可再生能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃編制工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》月2021

年9多個(gè)部委**

、國(guó)家能源局《關(guān)于啟動(dòng)燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用工作的通知》城市群計(jì)劃：選擇京津冀、上海、廣東等12

個(gè)城市開(kāi)展FCEVs

規(guī)?；痉丁Ｔ?022

年3中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和

《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期2025

年氫FCEVs到保有量達(dá)到月改革委員會(huì)、國(guó)家能源局規(guī)劃（2021-20355

萬(wàn)輛，可再生能源制氫量達(dá)到10~20

萬(wàn)噸/年；到2035

年繼續(xù)擴(kuò)大氫能基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模。年）》*

中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部、中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部、中華人民共和國(guó)自然資源部、中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)。**

中華人民共和國(guó)財(cái)政部、中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部、中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部、中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)。資料來(lái)源：中國(guó)氫能聯(lián)盟（2020b

），中國(guó)氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)手冊(cè)；IEA

（2021a），中國(guó)能源行業(yè)碳中和路線(xiàn)圖。中國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（2022），《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035）》。低排放制氫中的CCUS技術(shù)CCUS

在實(shí)現(xiàn)中國(guó)的應(yīng)對(duì)氣候變化雄心方面發(fā)揮著重要和多樣化的作用。它可以大幅減少包括水泥、鋼鐵和化工等在內(nèi)的關(guān)鍵工業(yè)部門(mén)的排放，以及用于減少現(xiàn)有燃煤和燃?xì)獍l(fā)電廠的排放。CCUS

還是構(gòu)成從大氣中去除

CO

的技術(shù)的重要基2礎(chǔ)，這對(duì)實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)凈零排放至關(guān)重要。CCUS

技術(shù)可以通過(guò)以下三個(gè)關(guān)鍵方面支持并擴(kuò)大低排放制氫及其利用的規(guī)模:減少現(xiàn)役制氫設(shè)施的排放。中國(guó)擁有一些全球最為年輕的化工生產(chǎn)和煉油設(shè)施。目前甲醇廠和氨廠的平均使用年限分別為8年和17

年，而典型的化工廠壽命一般為

30

年（IEA，2020a）。較低的平均使用年限意味著這些工廠的

CO

排放有在2未來(lái)幾十年被鎖定的風(fēng)險(xiǎn)。如果維持近年來(lái)典型運(yùn)行條件，中國(guó)現(xiàn)有的所有能源基礎(chǔ)設(shè)施和工廠將在2020~2060

年間累計(jì)排放約1750

億噸CO

（IEA，2021a）。2為工廠加裝CCUS技術(shù)能夠使其繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)顯著減少排放。目前，全球有1516中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇個(gè)加裝

CCUS

設(shè)施的大型化石燃料制氫項(xiàng)目正在運(yùn)行，CO

捕集量超過(guò)

1000

萬(wàn)2噸/年。為部分地區(qū)新增制氫產(chǎn)能提供了一種具有成本效益的手段。隨著時(shí)間的推移，電解水制氫的成本有望大幅下降，并且在中國(guó)太陽(yáng)能和風(fēng)能資源豐富的地區(qū)成為具有成本效益的生產(chǎn)途徑。同時(shí)，在其他地區(qū)，如果煤炭開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生的甲烷排放能夠降至足夠低，則可以利用煤制氫結(jié)合

CCUS

技術(shù)擴(kuò)大低排放制氫的規(guī)模。在CO

封存能力高、可獲取低成本化石燃料和可再生資源有限的地區(qū)，煤制氫結(jié)合2CCUS

技術(shù)在中短期內(nèi)可能仍然是一種具有成本效益的選擇。目前，全球多個(gè)地區(qū)正在規(guī)劃或建設(shè)加裝

CCUS

技術(shù)的化石燃料增制氫新產(chǎn)能，預(yù)計(jì)每年生產(chǎn)超過(guò)1000

萬(wàn)噸/年的氫氣，并捕集超過(guò)8000

萬(wàn)噸/年的CO

。2提供捕集的

CO

和氫氣生產(chǎn)運(yùn)輸燃料。CO

可以用來(lái)將氫氣轉(zhuǎn)化為碳基合成燃料，22其易于處理并可作為氣態(tài)或液態(tài)化石燃料的替代品，但具有更少的

CO

足跡。2CO

可以從一系列來(lái)源（例如，碳密集的化石和生物燃料、空氣）捕集，但是由2于所利用的CO

將在燃料燃燒時(shí)釋放出來(lái)，因而捕集源類(lèi)型將對(duì)所實(shí)現(xiàn)的減排效2果產(chǎn)生重要影響。為了實(shí)現(xiàn)碳中和，CO

需要逐步更多地從生物源或空氣中捕集。2在一些難以直接使用電力或氫能而需要繼續(xù)依賴(lài)碳基燃料的行業(yè)（例如航空），合成燃料將變得重要。在全球范圍內(nèi)，已有幾家致力于氫氣和CO

合成液體燃料2的公司，正在運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)規(guī)模或正在建設(shè)工業(yè)規(guī)模設(shè)施。同時(shí)，中國(guó)政府因也在探索將低排放燃料用于長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)臐摿Γㄖ袊?guó)能源基金會(huì)，2020）。全球正在運(yùn)行的大型CCUS

制氫設(shè)施國(guó)家項(xiàng)目投運(yùn)時(shí)間CO

來(lái)源CO

捕集規(guī)主要封存技術(shù)22模（百萬(wàn)噸/年）美國(guó)Enidfertiliser1982化肥制造精煉0.70.4提高石油采收率（enhancedOilRecovery,EOR）荷蘭ShellheavyresiduegasificationPernis1997EOR美國(guó)GreatPlainsSynfuelplant20002009煤制氣精煉3.00.4EOREOR加拿大HorizonH

capture2tailingsCCS美國(guó)美國(guó)PCSNitrogen20132013化肥制造精煉0.30.9EOREORPortArthur

AirProductsSMR美國(guó)Coffeyville2013化肥制造1.0EORGasification17中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇國(guó)家項(xiàng)目投運(yùn)時(shí)間CO

來(lái)源CO

捕集規(guī)主要封存技術(shù)22模（百萬(wàn)噸/年）法國(guó)PortJeromeQuest20152015精煉制氫0.11.0利用封存加拿大阿布扎比中國(guó)AlReyadahphase120162016鋼鐵0.80.1EOREOR新疆克拉瑪依敦化甲醇廠化工（甲醇）加拿大AlbertaCarbonTrunk2020化肥制造0.3EORLine

（ACTL）withAgriumCO

stream2加拿大中國(guó)ACTLwithNWRSturgeonRefinery20202022制氫1.30.2EOREORCO

stream2中國(guó)石化齊魯石化-勝化肥制造利油田注：表中涉及項(xiàng)目的CO

捕集規(guī)模不低于10

萬(wàn)噸/年。2來(lái)源：IEA

trackingandGCCSI

（2021）,

CCSFacilitiesDatabase

2021。中國(guó)的CCUS項(xiàng)目和政策支持過(guò)去十年，中國(guó)發(fā)展和部署CCUS方面取得了顯著進(jìn)展。2021年，中國(guó)有近50個(gè)處于不同發(fā)展階段和不同重點(diǎn)領(lǐng)域的

CCUS

示范和商業(yè)規(guī)模項(xiàng)目，規(guī)劃的總捕集能力約為700

萬(wàn)噸/年。目前，中國(guó)在運(yùn)商業(yè)和示范項(xiàng)目每年可捕集接近300

萬(wàn)噸的CO

（張賢等，2021a）。2中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司（CNPC）吉林項(xiàng)目自

2008

年投產(chǎn)以來(lái)，每年從天然氣處理廠捕集約60

萬(wàn)噸CO

，并通過(guò)50

公里長(zhǎng)的管道輸送到吉林油田，用于EOR。2同時(shí)，中國(guó)石化齊魯石化公司的

CCUS

設(shè)施于

2022

年

1

月竣工。該項(xiàng)目旨在每年從齊魯煉油廠捕集

100

萬(wàn)噸

CO

，并通過(guò)管道將其運(yùn)輸?shù)骄嚯x超過(guò)

75~150

公2里的油田，同樣用于EOR。此外，該項(xiàng)目還將產(chǎn)生氫氣，既可作為純氫用于合成氨生產(chǎn)，也可與其他氣體混合用于化學(xué)品生產(chǎn)。近十年，中國(guó)已有幾個(gè)與燃煤電廠和化學(xué)設(shè)施相關(guān)的小型捕集和封存示范項(xiàng)目已成功運(yùn)行。18中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇中國(guó)正在運(yùn)行的CCUS示范和商業(yè)設(shè)施捕集能力CO

封存/利2項(xiàng)目地點(diǎn)CO

點(diǎn)源2（萬(wàn)噸/年）用中石化和南化公司CCUS

合作項(xiàng)目江蘇南京榆林化工廠20EOR制氫（天然氣處理）國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華電力錦界電廠1510EOR-華中科技大學(xué)35MW

富氧燃燒示范湖北武漢燃煤電廠水泥廠用作防護(hù)氣體和滅火原料（干冰）海螺集團(tuán)水泥窯煙氣CO

捕集和純化示2安徽蕪湖5范項(xiàng)目中電投重慶雙槐電廠碳捕集示范項(xiàng)目中石化華東油田CCUS

全鏈?zhǔn)痉俄?xiàng)目長(zhǎng)慶油田EOR

項(xiàng)目重慶燃煤電廠化工廠155-江蘇鹽城陜西西安EOREOR甲醇廠強(qiáng)化煤層氣開(kāi)采中聯(lián)煤驅(qū)煤層氣項(xiàng)目（柳林）中聯(lián)煤驅(qū)煤層氣項(xiàng)目（柿莊）大慶油田EOR

示范項(xiàng)目敦華甲醇廠EOR

項(xiàng)目山西柳林山西沁水燃煤電廠燃煤電廠天然氣處理甲醇廠-強(qiáng)化煤層氣開(kāi)采-黑龍江大慶1610EOR新疆克拉瑪依EOR-華能集團(tuán)高碑店電廠北京燃煤電廠燃煤電廠0.32華潤(rùn)電力海豐碳捕集測(cè)試平臺(tái)廣東海豐燃煤電廠（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）華能整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)項(xiàng)目中國(guó)國(guó)電集團(tuán)電廠天津天津102---燃煤電廠江蘇連云港燃煤電廠（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)）清潔能源動(dòng)力系統(tǒng)研究設(shè)施3中石化勝利油田EOR

項(xiàng)目山東東營(yíng)上海燃煤電廠燃煤電廠4EOR-華能集團(tuán)石洞口電廠1219中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇捕集能力CO

封存/利2項(xiàng)目地點(diǎn)CO

點(diǎn)源2（萬(wàn)噸/年）用內(nèi)蒙古通遼中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司通遼地浸采鈾--浸鈾工藝延長(zhǎng)石油煤化工CCU

示范項(xiàng)目吳起白豹碳CCUS

示范區(qū)陜西西安陜西延安陜西榆林山西呂梁吉林煤炭氣化廠煤化工企業(yè)燃煤電廠5EOREOR5中國(guó)能源投資公司金杰發(fā)電廠示范項(xiàng)目151.5641.5-鋼渣和煤灰粉的間接礦化利用CO

示范燃煤電廠化工利用EOR2中石油吉林油田CO

-EOR

研究示范油田2CO

礦化脫硫CCU

示范四川西昌燃煤、電力、鋼鐵化工利用2來(lái)源：IEA

tracking;GCCSI

（2021）,

CCSFacilities

Database2021;；中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院（2020），ChinaStatusofCO

Capture,UtilizationandStorage

（CCUS）

2019。2此外，中國(guó)還計(jì)劃在西北部開(kāi)發(fā)一個(gè)大型

CCUS

樞紐，用以捕集和封存煉油廠制氫裝置產(chǎn)生的CO

。該項(xiàng)目將逐步部署CCUS，計(jì)劃從2020-2023年每年捕集1502萬(wàn)噸CO

，增加到2030-2040

年每年捕集1000

萬(wàn)噸CO

（張賢等，2021a）。22中國(guó)支持CCUS發(fā)展的政策和舉措越來(lái)越多，這反應(yīng)了中國(guó)CCUS的興趣和重視。盡管過(guò)去有多個(gè)政府官方報(bào)告強(qiáng)調(diào)了CCUS的重要性并著力推動(dòng)CCUS技術(shù)研發(fā)，但“十四五”規(guī)劃（2021-2025

年）是第一個(gè)提到在山西、陜西、內(nèi)蒙古和新疆等重要產(chǎn)煤地區(qū)部署大規(guī)模CCUS

示范的五年規(guī)劃。此外，多個(gè)部委已經(jīng)出臺(tái)了與

CCUS

直接相關(guān)的政策，包括全面建設(shè)中國(guó)國(guó)家碳排放交易體系（ETS）。中國(guó)政府于

2021

年

10

月發(fā)布了《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》，將

CCUS

確定為減排計(jì)劃的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。在地區(qū)層面，CCUS

也在逐漸受到更多關(guān)注，目前在

34

個(gè)省級(jí)行政區(qū)中已有

29

個(gè)發(fā)布了

CCUS

相關(guān)政策（張賢等，2021a），在國(guó)家和區(qū)域兩級(jí)皆開(kāi)展了相關(guān)研發(fā)活動(dòng)。2019

年，中國(guó)

21

世紀(jì)議程管理中心發(fā)布了《中國(guó)

CCUS

技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖》，該報(bào)告提出了中國(guó)CCUS

技術(shù)發(fā)展的總體愿景（中國(guó)21

世紀(jì)議程管理中心,

2019）。報(bào)告明確了到2050年的多個(gè)5年階段性目標(biāo)。到2030年，CCUS技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段并具備產(chǎn)業(yè)化能力，建成具有輸送能力達(dá)

200

萬(wàn)噸/年的陸地長(zhǎng)輸管道，同時(shí)，CO

捕集成本和能耗到

2030

年比目前降低

10~15%，到

2040

年進(jìn)一2步降低40~50%。到2050

年，CCUS

技術(shù)將實(shí)現(xiàn)廣泛部署，建成多個(gè)CCUS

產(chǎn)業(yè)集群。此外，路線(xiàn)圖還指定了多個(gè)可優(yōu)先開(kāi)展CCUS

集群的地區(qū)。20中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇中國(guó)的低排放氫標(biāo)準(zhǔn)扎實(shí)落實(shí)排放核算框架，貫徹執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)，確保氫氣生產(chǎn)過(guò)程低排放目標(biāo)。2020

年

9

月，中華人民共和國(guó)財(cái)政部、工信部等五部委發(fā)布了《關(guān)于開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用的通知》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通知》），鼓勵(lì)企業(yè)采用低排放的制氫工藝。該通知文件的目的是為氫

FCEVs

示范城市群創(chuàng)造安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)可行的供氫體系，并推動(dòng)可再生能源制氫技術(shù)進(jìn)步和成本降低（中華人民共和國(guó)財(cái)政部，2020）。2020

年底，中國(guó)氫能聯(lián)盟正式發(fā)布了《低碳?xì)洹⑶鍧崥渑c可再生氫的標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，這是目前全球首個(gè)包含一系列制氫方式的全生命周期制氫碳強(qiáng)度的評(píng)價(jià)原則、系統(tǒng)邊界和量化標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)氫能聯(lián)盟，2020c）的標(biāo)準(zhǔn)文件，旨在支持中國(guó)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的示范和推廣。中國(guó)的低碳清潔氫標(biāo)準(zhǔn)立足于中國(guó)制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀評(píng)估和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)收集，深入調(diào)研了煤制氫+CCUS

項(xiàng)目與傳統(tǒng)煤制氫項(xiàng)目。經(jīng)實(shí)際數(shù)據(jù)核算，包含上游（煤礦開(kāi)采、洗選和運(yùn)輸）和下游

CO

排放（基于當(dāng)前電網(wǎng)電力碳強(qiáng)度，用于

CO

壓縮、22運(yùn)輸和儲(chǔ)存的電力）的煤氣化制氫全生命周CO

排放估值為29.0

kg

CO

/kg

H222（張賢等.

2021b）。根據(jù)《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014-2020）》中提出的

50%減排目標(biāo)，以煤氣化制氫全生命周期碳排放的

50%進(jìn)行折算，作為“低碳?xì)洹钡娜芷谔寂欧砰撝瞪舷?，?4.5kgCO

/kgH

。22根據(jù)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016-2030）》要求的

65%減排目標(biāo)，相對(duì)于“低碳?xì)洹比芷谔寂欧沤档?/p>

65%和傳統(tǒng)煤氣化制氫的碳排放減少了

80%以上進(jìn)行折算，作為“清潔氫”的全生命周期

CO

排放閾值上限，為

4.9

kg2CO

/kg

H

。當(dāng)氫氣制取的全生命周期碳排放低于4.9

kg

CO

/kg

H

，且氫氣生產(chǎn)2222所消耗的能源為可再生能源時(shí)（如可再生電力電解水制氫、生物質(zhì)制氫等），才能被稱(chēng)為“可再生氫”。21中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第一章：中國(guó)的氫能機(jī)遇中國(guó)的氫氣制取全生命周期碳強(qiáng)度閾值氫氣碳排放強(qiáng)度(kg

CO

/kgH

)22非低碳?xì)涞吞細(xì)?4.54.9清潔氫（非可再生氫）可再生氫注:“低碳?xì)洹?、“清潔氫”和“可再生氫”等術(shù)語(yǔ)來(lái)自中國(guó)氫能聯(lián)盟《低碳?xì)?、清潔氫與可再生氫的標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)》（T/CAB0078-2020）團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，不代表國(guó)際能源署對(duì)低排放氫等的定義?！翱稍偕鷼洹卑稍偕娏﹄娊馑茪浜蜕镔|(zhì)制氫等方式。來(lái)源:中國(guó)氫能聯(lián)盟（2020c）《低碳?xì)?、清潔氫與可再生氫的標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)》（T/CAB

0078-2020）。雖然目前尚未制定關(guān)于低排放氫的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但未來(lái)對(duì)“低碳”和“清潔”氫的定義將日趨嚴(yán)格。IEA

設(shè)定情景中的低排放氫只包括可再生能源電力與核電電解水制氫、生物質(zhì)制氫和耦合CCUS

的化石燃料制氫。此外，只有在上游排放足夠低、生產(chǎn)工藝相關(guān)的所有

CO

都進(jìn)行高比率捕集、并且所有

CO

都被永久封存以防止22其釋放到大氣中的情況下，耦合CCUS

的化石燃料制氫才能定義為低排放氫。22中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望摘要?

本章節(jié)基于兩個(gè)分析框架，評(píng)估包含化石燃料制氫+CCUS

在內(nèi)的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。一是IEA

的承諾目標(biāo)情景分析框架，該情景考慮了所有燃料品類(lèi)和技術(shù)，以達(dá)成中國(guó)宣布的在2030

年前實(shí)現(xiàn)CO

達(dá)峰和2060

年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。另一2個(gè)是中國(guó)氫能聯(lián)盟的不同于能源系統(tǒng)建?？蚣艿淖韵露系姆治隹蚣?，基于該模型中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)中國(guó)氫能技術(shù)和商業(yè)潛力提供了詳細(xì)的評(píng)估。?

IEA

和中國(guó)氫能聯(lián)盟的分析均表明了氫能在實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源和氣候目標(biāo)中的重要作用。承諾目標(biāo)情景統(tǒng)籌可負(fù)擔(dān)性、氣候減緩和能源安全等考慮，指出在中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中氫能的新應(yīng)用場(chǎng)景推動(dòng)下，氫氣需求量將在

2030

年增長(zhǎng)至

3100

萬(wàn)噸，到2060

年將超過(guò)

9000

萬(wàn)噸。而中國(guó)氫能聯(lián)盟認(rèn)為中國(guó)氫能的市場(chǎng)前景更廣闊，2030年氫氣需求量將增長(zhǎng)至3700萬(wàn)噸，2060

年將增長(zhǎng)至1.3億噸。有針對(duì)性的氫能支持政策，對(duì)于未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)和中國(guó)氫能潛力充分發(fā)揮至關(guān)重要。?

盡管分析框架和預(yù)測(cè)氫氣需求量存在差異，但

IEA

和中國(guó)氫能聯(lián)盟的研究都發(fā)現(xiàn)，約

60%的氫需求增長(zhǎng)來(lái)自交通運(yùn)輸相關(guān)行業(yè)（包括用于生產(chǎn)航運(yùn)和航空的合成氨、氫基合成烴類(lèi)燃料等），30%來(lái)自工業(yè)過(guò)程（包括鋼鐵生產(chǎn)，氫用作原料、還原劑和燃料）。其他較小規(guī)模的氫能應(yīng)用場(chǎng)景包括建筑物供暖、靈活發(fā)電和儲(chǔ)能等。?

到2060

年，在石油精煉和合成氨（非燃料應(yīng)用）產(chǎn)業(yè)中的氫氣需求將呈下降趨勢(shì)。未來(lái)十年內(nèi)，由于對(duì)汽油品質(zhì)的要求更加嚴(yán)格，石油精煉行業(yè)的氫氣需求量緩慢攀升，但隨能源效率和交通領(lǐng)域電氣化率提升，將在2030

年后大幅縮減。根據(jù)

IEA

承諾目標(biāo)情景，隨化肥使用效率提高，合成氨工業(yè)的氫氣需求量將下降50%，而甲醇生產(chǎn)的氫氣需求量會(huì)略有增加。?

IEA

和中國(guó)氫能聯(lián)盟的分析均表明，中國(guó)氫能供應(yīng)體系將逐步多元化與低排放化。2030

年，耦合CCUS

的化石能源制氫和可再生能源電力電解水制氫的產(chǎn)量都將有所增加，而傳統(tǒng)的沒(méi)有采取減排措施的化石能源制氫產(chǎn)量將下降。到

2060年，80%的氫氣需求將由可再生能源電解水制氫滿(mǎn)足，16%的氫氣需求由耦合CCUS

的化石燃料制氫廠供應(yīng)。中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)藍(lán)圖在能源系統(tǒng)脫碳減排等一系列重大挑戰(zhàn)的推動(dòng)下，中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)即將迎來(lái)雄心勃勃的轉(zhuǎn)型和增長(zhǎng)。本節(jié)根據(jù)IEA

承諾目標(biāo)情景模型（IEA,

2021a）和中國(guó)氫能聯(lián)盟模型（中國(guó)氫能聯(lián)盟,

2020a）的預(yù)測(cè)結(jié)果，分析到2060

年中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)各部門(mén)對(duì)于氫氣需求的潛在演變過(guò)程。23中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望IEA

承諾目標(biāo)情景制定了中國(guó)能源部門(mén)實(shí)現(xiàn)碳中和的途徑，即在

2030

年前實(shí)現(xiàn)CO

達(dá)峰，并在2060

年實(shí)現(xiàn)CO

凈零排放，其與中國(guó)提出目標(biāo)相符。該情景描繪22了以一種技術(shù)不可知、符合實(shí)際且具有成本效益的方式，實(shí)現(xiàn)中國(guó)氣候目標(biāo)所需的能源部門(mén)轉(zhuǎn)型和潛在技術(shù)變革進(jìn)程。中國(guó)氫能聯(lián)盟在其發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》中，對(duì)中國(guó)氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)、市場(chǎng)和政策方面進(jìn)行了詳細(xì)研究，并提出了到2060

年的氫能市場(chǎng)展望。與

IEA

承諾目標(biāo)情景相比，中國(guó)氫能聯(lián)盟旨在評(píng)估中國(guó)氫能潛力，而不是將氫作為更廣泛的能源系統(tǒng)脫碳應(yīng)用的一部分

（中國(guó)氫能聯(lián)盟,2020a）。盡管在設(shè)計(jì)理念上難分伯仲，但兩個(gè)模型的對(duì)比分析與展望可以提供重要見(jiàn)解：中國(guó)氫能聯(lián)盟自下而上的分析工作，體現(xiàn)出國(guó)內(nèi)專(zhuān)家組織對(duì)各細(xì)分應(yīng)用場(chǎng)景氫能潛在市場(chǎng)規(guī)模的期望；而通過(guò)與IEA

承諾目標(biāo)情景比較，我們可以認(rèn)識(shí)到為了達(dá)成氣候、可承受和能源安全等重要目標(biāo)所需要開(kāi)發(fā)的氫能市場(chǎng)潛力。如果評(píng)估結(jié)果出現(xiàn)不同，可能表明中國(guó)氫能聯(lián)盟評(píng)估的氫能發(fā)展?jié)摿紤]了如特定技術(shù)的支持政策等其他驅(qū)動(dòng)因素或影響條件，而IEA

承諾目標(biāo)情景未考慮上述因素。中國(guó)氫能供需關(guān)系展望在上述兩種模型之下，2030

年后氫和氫基合成燃料對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型的貢獻(xiàn)將強(qiáng)勁增長(zhǎng)，直至2060年仍然保持逐步增加。到2030年，氫氣總需求量將增加11~20%，到2060

年將增加3~4倍。在IEA

承諾目標(biāo)情景中，2060

年氫能源需求量將達(dá)到9000

萬(wàn)噸以上，占中國(guó)終端能源需求的

6%5。而在中國(guó)氫能聯(lián)盟模型中，氫能將在中國(guó)能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮更大的作用，預(yù)計(jì)到2060年氫需求量將達(dá)到1.3

億噸，占中國(guó)終端能源消費(fèi)量的20%。5

6%的測(cè)算結(jié)果不包含工業(yè)部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)氫氣生產(chǎn)和使用，到2060

年，工業(yè)部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)氫氣生產(chǎn)和使用約占IEA承諾目標(biāo)情景工業(yè)能源需求的8%。若計(jì)入上述氫氣消耗，氫氣和氫基燃料可滿(mǎn)足中國(guó)終端能源消費(fèi)量的10%。24中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望IEA

承諾目標(biāo)情景下中國(guó)氫氣需求量（左）與產(chǎn)量（右）展望，2030~2060

年1008060402001008060402002030合成燃料2040205020602030副產(chǎn)氫20402050電解水制氫2060建筑供熱供電發(fā)電與電網(wǎng)平衡石油精煉交通運(yùn)輸工業(yè)應(yīng)用化石能源制氫+CCUS化石能源制氫IEA.CCBY

4.0.注:

“工業(yè)應(yīng)用”包含商用和現(xiàn)場(chǎng)使用氫氣供熱和作為生產(chǎn)原料于合成甲醇和氨（用于化肥）等?！昂铣扇剂稀卑ò弊鳛槿剂系纳a(chǎn)?！敖ㄖ峁╇姟卑烊粴夤芫W(wǎng)摻氫。資料來(lái)源:IEA

（2021a）,An

Energy

SectorRoadmaptoCarbonNeutrality

inChina

。從增長(zhǎng)比例看來(lái)，由于FCEVs

的部署，交通運(yùn)輸業(yè)在IEA

承諾目標(biāo)情景和中國(guó)氫能聯(lián)盟的模型場(chǎng)景中都是氫能應(yīng)用增速最快的部門(mén)（36-42%），其次是合成碳?xì)浠衔锖秃铣砂鄙a(chǎn)（16-28%），以及工業(yè)過(guò)程

（30-35%），上述部門(mén)使用氫氣作為原料及燃料。在短期內(nèi)，可再生能源電解水制氫對(duì)低排放氫生產(chǎn)的增長(zhǎng)貢獻(xiàn)最大（鑒于電解槽可以規(guī)?；圃臁⑿陆ɑA(chǔ)設(shè)施需求低，電解水制氫項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)時(shí)間往往較短）。2030

年電解水制氫可滿(mǎn)足氫氣總需求量的

8~15%。在

IEA

承諾目標(biāo)情景中，近90%的電解水制氫生產(chǎn)來(lái)自化工行業(yè)（電解水制氫合成氨和甲醇）和鋼鐵行業(yè)（氫基直接還原鐵（Direct

ReducedIron，DRI））。在IEA

承諾目標(biāo)情景和中國(guó)氫能聯(lián)盟的預(yù)測(cè)中，到2060

年，幾乎全部的氫氣需求都將由低排放技術(shù)滿(mǎn)足，其中近

80%是電解水制氫，屆時(shí)電解水制氫將成為具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的制氫工藝，耦合

CCUS

的化石能源制氫產(chǎn)量則將滿(mǎn)足

16%的氫氣需求。25中國(guó)耦合

CCUS制氫機(jī)遇第二章：中國(guó)氫能工業(yè)展望中國(guó)氫能聯(lián)盟對(duì)中國(guó)氫氣需求量（左）與產(chǎn)量（右）的展望，2030~2060

年14012010080140120100806060404020200020302040建筑供熱供電20502060交通運(yùn)輸2030204020502060合成燃料副產(chǎn)氫化石能源制氫+CCUS電解水制氫發(fā)電與電網(wǎng)平衡現(xiàn)有工業(yè)新工業(yè)（原料）原油煉化與煤化新工業(yè)（燃料）化石能源制氫IEA.CCBY

4.0.注:CTL:煤化工?！昂铣扇剂稀卑ò弊鳛槿剂系纳a(chǎn)?！敖ㄖ峁╇姟卑烊粴夤芫W(wǎng)摻氫?！艾F(xiàn)有工業(yè)”包括現(xiàn)有用于甲醇和合成氨生產(chǎn)的氫氣和工業(yè)供熱。“新工業(yè)（燃料）”包括用于工業(yè)供熱的新型氫能用途，“新工業(yè)（原料）”包括用于工業(yè)過(guò)程的新型氫原料用途（DRI）。來(lái)源:中國(guó)氫能聯(lián)盟（2020a），中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020。至

2060

年，中國(guó)使用低排放氫及氫基燃料可實(shí)現(xiàn)累計(jì)減少

160~230

億噸

CO

排2放（IEA,

2021a;

中國(guó)氫能聯(lián)盟,

2020a）。在IEA

承諾目標(biāo)情景中，到2060

年，制氫環(huán)節(jié)的

CO

排放量將下降

80%，直接排放量（不包括使用尿素和甲醇等氫氣2衍生產(chǎn)品的下游排放量）將從

2020

年的

3.6

億噸下降到

2040

年的

2.8

億噸和2060

年的6000

萬(wàn)噸，其中配備了碳捕集設(shè)施的工廠仍有少量的碳排放。現(xiàn)有的化石燃料制氫工廠