3月20日，由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會氫能分會(簡稱“氫能促進會”)聯(lián)合30余家氫能產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)和科研院校共同編寫的《中國氫能技術發(fā)展研究報告2024》(簡稱《報告》)在京發(fā)布。《報告》著眼于我國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，圍繞氫能“制儲輸用”各關鍵環(huán)節(jié)，從技術發(fā)展現(xiàn)狀、不同技術路線對比、核心技術與關鍵裝備水平、國內外技術水平比較等方面進行了全面梳理，并立足全球氫能技術前沿發(fā)展方向與我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實際需要，分析并提出了我國氫能全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)關鍵技術發(fā)展方向的科學建議。

《報告》顯示，以煤炭、天然氣為代表的化石能源制氫和以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫等為代表的工業(yè)副產(chǎn)氫提純仍是當前我國氫氣制取的主要途徑。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會氫能分會數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，截至2023年12月，我國氫氣產(chǎn)能約4960萬t/年，包括煤制氫、天然氣制氫和工業(yè)副產(chǎn)氫在內的傳統(tǒng)制氫方式仍是我國主要的制氫工藝，占我國氫氣總產(chǎn)能的97.3%。值得注意的是，《報告》顯示，雖然我國工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能巨大，達到1495萬t/年，但中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會氫能分會調研發(fā)現(xiàn)，其中約80%已通過聯(lián)產(chǎn)甲醇、氨或進行工藝調節(jié)等方式綜合利用，剩余可用于外供氫氣產(chǎn)能僅286萬t/年左右。

根據(jù)《報告》，煤制氫是現(xiàn)階段我國技術成熟度最高、應用規(guī)模最大的制氫技術，已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。煤制氫工藝包括煤氣化、變換、變壓吸附(PSA)等主要流程。從元素利用角度來看，煤制氫過程中元素碳僅用于提供熱能，并未得到充分利用。但由于煤制氫技術具有原料成本低、裝置規(guī)模大、技術成熟度高等優(yōu)點，因此現(xiàn)階段在中國仍具有較大應用規(guī)模。

我國天然氣儲量相對較少，因此國內天然氣制氫規(guī)模相對較小。天然氣制氫主要分為水蒸氣重整制氫、部分氧化制氫和自熱重整制氫等技術路線，其中水蒸氣重整制氫技術已較為成熟，部分氧化制氫和自熱重整制氫技術仍處于工程化階段。天然氣水蒸氣重整制氫主要包括預熱、脫硫、轉化爐、變換和PSA提純氫等工藝過程。目前，我國已實現(xiàn)包括工藝設計、關鍵設備、高溫催化劑等在內的天然氣水蒸氣重整制氫技術的完全國產(chǎn)化。

由于工業(yè)副產(chǎn)氣的雜質成分和含量不同，不同分離方法的效率和效果也不同，且目前氫氣含量低于15%的原料氣暫無法實現(xiàn)大規(guī)模提純。目前工藝副產(chǎn)氣提氫主要有深冷分離法、膜分離法和PSA法3種。PSA法適用于大規(guī)模高純氫分離，是當前技術成熟度較高且應用相對廣泛的工業(yè)副產(chǎn)氣提純氫氣技術，膜分離適用于低純氫分離場景，深冷分離適用于低含氫量原料氣且多與PSA法結合提純高純氫氣。

《報告》顯示，自20世紀90年代打破國外公司壟斷以來，我國在PSA吸附劑利用率、操作切換頻率等方面進步迅速，雖然在吸附器最大直徑和可調節(jié)性程控閥方面仍有進步空間，但整體來看，我國大型PSA裝置技術領域已處于全球領先水平，完全具備單套提氫產(chǎn)能10萬Nm3/h以上的PSA裝置自主設計制造能力，并實現(xiàn)出口海外。

《報告》指出，隨著國民經(jīng)濟發(fā)展和現(xiàn)代能源體系向綠色化、低碳化加速轉型，預計我國化石能源制氫產(chǎn)量將于2030年前后達峰，并快速進入下降通道。在2030年前，工業(yè)副產(chǎn)氫作為副產(chǎn)氣資源化利用的重要方式，將是可再生能源制氫規(guī)?；l(fā)展前期，保障我國終端市場氫氣需求的關鍵過渡手段。隨著一大批綠氫項目的陸續(xù)投產(chǎn)，預計2035年前后，我國工業(yè)副產(chǎn)氫與水電解制氫的供應比例將迎來拐點。