跟蹤近來國內(nèi)外發(fā)布的若干大規(guī)模綠氫項目，會發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用場景基本全部為能源化工工業(yè)耦合應(yīng)用。工業(yè)將是綠氫最大應(yīng)用場景，占比將超過50%。未來5~10年，發(fā)展綠氫包括結(jié)合碳捕集等技術(shù)耦合應(yīng)用將相對化石能源將形成成本和環(huán)保得雙重優(yōu)勢，也是能源工業(yè)企業(yè)推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要路徑。

目前，綠氫以及綠氫耦合碳捕集在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用具有在市場價值和成本經(jīng)濟上的可行性。

市場規(guī)模巨大：利用氫制甲醇、甲烷、氨等工業(yè)產(chǎn)品是氫最大的應(yīng)用場景，僅測算最有發(fā)展前景的加氫制甲醇、制氨的市場即需要超過6000萬噸的氫氣需求量，占全國氫需求量接近50%，加上制甲烷等場景，實際占比應(yīng)約在60%以上。

綠氫成本下降優(yōu)勢：隨著技術(shù)逐步成熟，綠電和設(shè)備成本將大幅降低，加上規(guī)?；a(chǎn)，未來5~10年，綠氫成本將降至15元/kg以內(nèi)，相對化石能源制氫將形成成本優(yōu)勢；

碳捕集技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性：二氧化碳捕集技術(shù)成熟度已經(jīng)很高（，隨著規(guī)?；a(chǎn)和技術(shù)成熟，捕集成本未來5年保守估計降至110元/噸以內(nèi)，碳交易價格在與國際市場接軌之后預(yù)期將上漲到120元/噸以上，碳捕集將產(chǎn)生經(jīng)濟效益，加氫耦合化工產(chǎn)品具有低成本的優(yōu)勢

綠氫耦合工業(yè)應(yīng)用有多種路線。企業(yè)選擇哪種路徑重點發(fā)展需要結(jié)合自身資源基礎(chǔ)、市場前景、技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性等要素進行綜合評估。

氫+CCUS制甲醇

甲醇本身市場空間大，同時甲醇作為能源使用已接近成熟，并具有儲運便利優(yōu)勢，1噸甲醇可以儲氫180kg左右。更重要的是，甲醇路線是結(jié)合CCUS可與原有高碳排放的企業(yè)發(fā)揮耦合效應(yīng)的重要途徑，有機會將二氧化碳負資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為正資產(chǎn)。

大連物化李燦院士團隊蘭州“液態(tài)陽光”二氧化碳加氫合成甲醇項目中試成功，其化學(xué)反應(yīng)與煤制甲醇完全相同，成本已經(jīng)與煤制甲醇接近，如果加上碳稅部分，成本幾乎持平，且減少了二氧化碳排放。目前該技術(shù)采用二硫化鉬作為催化劑，將合成溫度由200多℃降低到160℃，能耗進一步降低，中煤10萬噸級放大項目正在籌劃上馬，隨著綠電成本和碳稅價格上漲，前景看好。

綠氫合成氨

氨作為工業(yè)原材料市場空間同樣很大，合成氨技術(shù)工藝成熟，是在當(dāng)前階段即已具備經(jīng)濟性的綠氫耦合應(yīng)用路線。與制甲醇相比，綠氨的經(jīng)濟性和技術(shù)成熟度占優(yōu)，但與二氧化碳耦合度相對甲醇較弱。

在作為儲氫載體方面，氨具有儲氫能量密度大、安全性高的優(yōu)勢，日本等多國正大力發(fā)展，氨有望發(fā)展成為重要的儲、運氫載體之一。

氨還可作為燃料應(yīng)用，伍德麥肯茲此前發(fā)布預(yù)測，混氨燃燒發(fā)電技術(shù)的市場規(guī)模到2050年高達千億美元。雖然發(fā)電過程使用混氨燃燒技術(shù)或低碳氫能技術(shù)路線的成本可能較高，但吸引力越來越明顯：包括優(yōu)化電廠運營、保持電網(wǎng)彈性、降低發(fā)電過程的碳排放強度。

由合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院與皖能集團合作研制的國內(nèi)首創(chuàng)的8.3MW純氨燃燒器在火電機組上一次性點火成功，意味著在煤電機組鍋爐通過摻氨燃燒實現(xiàn)降碳目標在技術(shù)上是可行的，標志著氨能綜合利用發(fā)電示范項目取得了關(guān)鍵性進展，項目主要目標是通過逐步提高摻氨燃燒比例，達到有效降低火電廠二氧化碳排放和能耗總量的目標。這將成為氨另一個重要應(yīng)用場景和市場。

氫冶煉

氫氣可以作為煉鋼還原劑。其作為煉鋼還原劑未來一旦得到廣泛應(yīng)用，可減少煉鋼碳排放量50%以上，是鋼鐵產(chǎn)業(yè)脫碳的最重要路徑之一。市場規(guī)模同樣在千億美元以上。2021年全國鋼鐵產(chǎn)量10.3億噸，一噸鋼需要氫氣89kg（日本鋼鐵協(xié)會估算），假設(shè)全部應(yīng)用氫氣還原，則需用氫量高達9194萬噸。一旦氫冶金技術(shù)成熟、市場打開之后，將為綠氫應(yīng)用帶來巨大增量。

雖然目前氫冶煉技術(shù)成熟度尚處在早期階段，但國外氫基豎爐煉鋼技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用，蒂森克虜伯等一些大規(guī)模項目逐漸落地。寶武鋼鐵湛江百萬噸級示范項目2月已正式開工建設(shè)，預(yù)計未來5~10年將得到全面推廣。

 綠氫+CCUS制甲烷

綠氫合成甲烷市場空間理論上相對甲醇和氨更大。2021年全國天然氣消費量3726億方（4.8億噸）；而技術(shù)方面， 二氧化碳加氫合成甲烷（加工LNG/CNG）是可行的技術(shù)路線。該項目對于天然氣保供、降低二氧化碳排放具有積極意義。

整體上，從工業(yè)龐大而緊迫的脫碳需求來看，未來完成大比例綠氫替代的趨勢是明確的。如若從下游制綠氨、綠醇、甲烷、氫冶煉等重大場景需求來倒推氫能實際規(guī)模，綠氫的市場規(guī)模將會遠大于目前行業(yè)的預(yù)測規(guī)模。氫能前途無量，而產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵驅(qū)動除了產(chǎn)業(yè)場景對綠氫耦合價值的理解，同時還取決于技術(shù)成熟度和成本經(jīng)濟性的提升，以及在政策上的實施支持。