中国工程院院士彭苏萍：绿氨、甲醇引领“泛氢”能源新纪元

 

 

作为21世纪的“终极能源”，氢能具有低碳高效、能源互联媒介、可储能、安全可控等显著优势，是实现碳中和目标的理想解决方案，氢能替代传统化石能源是“大势所趋”。“实际上，化石能源的低碳化利用本质上就是加氢减碳。”彭苏萍表示，氢能的发展关键在于可将其作为融合剂以调节和整合不同领域的技术进步。其中涵盖了电解槽技术的突破性创新、新能源汽车的广泛普及，以及燃料电池技术的深入应用等多个方面。

 

但氢能发展面临着储运成本高且效率低，长距离输送能耗损失大等挑战。彭苏萍主张利用氨和甲醇等氢载体，推动中国氢能产业向更广阔的应用领域拓展，利用科技手段实现氢气向氨气的转化，并进一步与二氧化碳结合，创新性地合成甲醇，这不仅有助于实现低碳目标，也能为氢能的多样化利用铺平道路。中国华电氢能技术研究中心常务副主任白建明也曾表示，氢氨醇是 21 世纪能源革命的一个关键技术。

 

彭苏萍介绍现状，我国是世界上最大的制氢国但仍以化石能源制氢为主，以煤制氢在2022年占比56.2%，其次分别为天然气制氢占比21.2%和工业副产氢占比20.2%，电解水制氢和用醇制氢分别占比1.2%。但可再生能源制氢是未来发展方向，当前可再生能源制氢项目批量启动，在华北和西北地区实现密集落地，建成运营项目合计可再生氢产能约7.8万吨/年。

 

 

氢氨醇是未来能源转型的重要方向，早在2022年国家能源局已经提出，积极探索绿氢、甲醇、氨能等替代化石能源的新途径，氢氨醇融合发展有三大驱动因素。

 

一是作为清洁能源和燃料。绿氨有望成为真正的可持续燃料，其完全燃烧产物只有氮气和水，实现了零碳排放。绿氨可以替代化石能源为电力系统、发动机等提供清洁燃料。此外，绿氨还可以用于陆运和航运行业，据英国劳氏船级社预测，在2030-2050年间，氨能作为航运燃料的占比将从7%上升为20%，是取代液化天然气等成为最主要的航运燃料。绿色甲醇在海运领域的需求正在显现，作为航运燃料具有广阔的应用前景。彭苏萍预计，2025年后航运燃料需求将带动产能产量持续增长。

 

二是固碳减排。氨醇是非常好的固碳载体。碳捕集利用与封存(CCUS)是我国实现“碳达峰、碳中和”的关键技术手段，而绿色甲醇具有较高的二氧化碳消纳能力，每吨绿色甲醇可转化1.4吨二氧化碳。我国绿色甲醇技术正向规模化发展，2023年鲁西集团5000吨/年二氧化碳加氢制甲醇中试装置一次开车成功。

 

三是促进新能源消纳和能源互补。绿电氢氨醇一体化通过将可再生能源产生的电力转化为氢能、氨气或醇类化合物，形成了一个从资源端到消纳端的全产业链。这一过程不仅促进了可再生能源的消纳，还推动了化工、冶金、交通、电力等传统行业的绿色化转型升级。绿氨和绿醇作为优秀的氢能载体，可以实现长距离低成本安全运输。这有助于解决可再生能源发电的储能和运输难题，实现不同区域间资源互补和跨时空调配。

 

 

中国作为氨、甲醇的世界最大生产消耗国，在“氢氨醇联动”方面正在积极发力，力争在国际能源产业创新前沿占据一席之地。在政策、市场多方面因素驱动下，绿色氢氨醇供应比例将逐渐增大。

 

白建明认为，在氢能方面，中国将持续增加更加清洁的制氢方式的比例，目前中国氢能行业市场规模已超五千亿元人民币，预计到2027年中国氢能行业规模接近全球一半。合成氨方面，到2050年全球氨的需求量估计将是2025年预期需求量的三倍多，且新增的氨供应大部分来自可再生能源生产的绿氨，拥有数万亿市场规模。目前绿氨生产仍处于探索和起步阶段，尽管国内目前布局的项目非常多，但是绿氨的产业化发展还需要进一步推动。甲醇方面，截止2022年底，全球甲醇产能已经超过1.79亿吨，中国产能已经超过1亿吨，占全球总产能将近58%，中国已成为全球第一大甲醇生产国，但中国庞大的工业体系导致对于甲醇这一基础化工品的消耗需求巨大，国内的产能无法满足自身的消耗需求，仍需通过进口来填补甲醇的供应缺口。

 

氢氨醇一体化目前已受政策和资本关注，截至2023年底，我国绿色甲醇项目规划数量已经达到56个，合计规划产能已超过2247.75万吨，绿色合成氨项目规划数量已经达到45个，合计规划产能超过830.6万吨。中能建氢能源有限公司副总经理刘大为介绍，中国能建目前建设大型风光氢氨醇基地、布局多能融合项目、已签约+储备的绿色氢氨醇项目50余个，实施/完成氢能工程项目，在新能源制氢、化工副产氢等领域建成了20余项重点示范工程。

 

彭苏萍强调，氢氨醇一体化需要安全有序推动工程示范降低产业发展成本。当前已规划建设的示范项目呈现数量多、规模小、同质化的特征，实证研究与扎实工程化示范基础薄弱，产业化支撑水平和力度尚有不足。需统筹资源和产业布局，加强可再生氢氨项目差异化、精准化部署，注重项目成果转化及商业化潜力，推动工程化示范，开展自主化技术先行先试，降低产业发展成本。