基于源-網(wǎng)-荷-儲的氫能管網(wǎng)規(guī)劃

中國石化基于源-網(wǎng)-荷-儲的氫能管網(wǎng)規(guī)劃公眾號·烴資源評價加工與利用03全國氫能源網(wǎng)荷儲分析04全國氫能管網(wǎng)布局規(guī)劃05展望與建議一、碳中和戰(zhàn)略中的氫能定位碳中和實施邏輯碳中和必須經(jīng)過廣泛而深刻的社會系統(tǒng)性變革方能實現(xiàn)。需要建設(shè)節(jié)能增效社會降低碳排基數(shù)，需要新型電力系統(tǒng)建設(shè)作為保障能源安全的重要舉措，需要氫能作為消費端減排的重要抓手。三端發(fā)力能源系統(tǒng)的電氣化碳捕集，利用能源系統(tǒng)的電氣化新型電力系統(tǒng)氫能新型電力系統(tǒng)氫能降低能源需求的節(jié)能增效行為改變節(jié)能增效眾號中國右油化工集團有限公司加工一、碳中和戰(zhàn)略中的氫能定位》氫能作用與定位氫能作為可再生能源載體和零碳、無污染的優(yōu)質(zhì)原料和燃料的多重屬性，在能源供給側(cè)和消費側(cè)轉(zhuǎn)型中可發(fā)揮重要作用。氫能是終端電氣化的重要補充，是未來能源體系的重要組成部分。肥交通運輸肥交通運輸合成說料可再生能能源滑費圓能源供側(cè)能源滑費圓,能力交富余可兩生電力制，平徑就近消納和有效利用生能源的附地過大規(guī)模積化石能源或數(shù)月現(xiàn)的季訴峰).儲運基礎(chǔ)設(shè)施一、碳中和戰(zhàn)略中的氫能定位目前，全球已有20多個國家和地區(qū)制定或更新了國家層面的氫能發(fā)展戰(zhàn)略和路線圖，有30■大洋洲■北美淵■拉丁美洲氫能源項目分布統(tǒng)計圖世界主要國家/地區(qū)氫能戰(zhàn)略與計劃中國石化中國石化中國石油化工集團有限公司一、碳中和戰(zhàn)略中的氫能定位各國發(fā)展氫能的驅(qū)動力包括支撐深度脫碳、實現(xiàn)經(jīng)濟增長和保障能源安全三個方面。脫碳成為當前全球氫能發(fā)展的第一驅(qū)動力，氫能在助推經(jīng)濟增長方面將發(fā)揮重要作用，對于部分國家而言，發(fā)展氫能有利于保障國家能源安全。驅(qū)動力代表國家德國、法國、英國、荷蘭韓國、澳大利亞、俄羅斯日本模式特點歐洲各國將氫能視為深度脫碳實現(xiàn)清潔能源的重要載體，結(jié)合可再生能源制氫進行多場景示范應(yīng)用，以能源結(jié)構(gòu)清潔化轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)脫碳為核心目的。通過技術(shù)出口或者氫資源出口，以打造新經(jīng)濟增長極為目標，打造氫能產(chǎn)業(yè)集群。油、煤炭等化石資源。發(fā)展概括應(yīng)對氣候變化為主快速推進項目示范培育經(jīng)濟增長點保障能源安全與技術(shù)優(yōu)勢資料來源：《全球主要國家氫能發(fā)展戰(zhàn)略分析》中國石化中國石化中國氫能戰(zhàn)略規(guī)劃頂層設(shè)計2022年3月，國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035)》,提出氫能戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標和發(fā)展任務(wù)。組成部分產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向地級市發(fā)布地方氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃政策，對制氫規(guī)模、燃料電池車數(shù)量、示范項目布局提出明確目標。措施(試行)的通知丙舍自治區(qū)人民政府辦公于印發(fā)自治區(qū)“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃的通知大中1)大中1)一、碳中和戰(zhàn)略中的氫能定位》中國氫能產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展·京津冀、上海、廣東、河北、河南燃料電池汽車示范城市群應(yīng)用推廣，形成“3+2”新格局?！ぶ苾敿佑萌a(chǎn)業(yè)鏈規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)超300家，分布在長三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀等?！こ^三分之一的央企布局氫產(chǎn)業(yè)鏈，取得一批技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用的成果?！ぶ袊瘜淠茏鳛楣拘履茉窗l(fā)展的核心業(yè)務(wù)，提出打造“中國第一氫能公司”的戰(zhàn)略目標。國家能源集團中國石中國華電中國華電國家電投中國中車中國中國-泛CSSCCSSC中國的團有限公中國石化中國右油化工集團有限公司加工中國石化伴隨深度脫碳需求增加和以綠氫為主的清潔低碳氫經(jīng)濟性的提升，氫能將在工業(yè)、交通、·氫能消費從2022年的3350萬噸增·氫能消費從2022年的3350萬噸增至2060年近8600萬噸?！ぎa(chǎn)業(yè)規(guī)模將從2022年的4600億元增至4.6萬億元?！ξ覈?060年前實現(xiàn)碳中和目標的03全國氫能源網(wǎng)荷儲分析04全國氫能管網(wǎng)布局規(guī)劃05展望與建議》發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)原則效，堅持合作開放原則，確保中國石化氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。01堅持綠氫方向02堅特創(chuàng)新發(fā)展03堅特產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)04堅持融合創(chuàng)效05堅持合作開放二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局》中國石化氫能戰(zhàn)略發(fā)展思路氫氣生產(chǎn)氫能儲運氫能利用-氫能交通中國石化中國石化二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局中國石化牽頭成立氫能產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)專家咨詢委員會，打造原創(chuàng)技術(shù)策源地、核心鏈環(huán)建設(shè)，實現(xiàn)“政產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新鏈橫向聯(lián)動、制儲運用加技術(shù)鏈縱向貫通”,集聚全產(chǎn)業(yè)鏈智慧力量，中國石油化工集團有限公司二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局供氫中心建設(shè)：供氫中心建設(shè)：在燃料電池示范城市群區(qū)域，依托中國石化煉廠工業(yè)副產(chǎn)氫建設(shè)高純氫裝置，在北京、天津、廣州、上海、海南等地已建成11個氫燃料電池供氫中心。電解制氫技術(shù)自主開發(fā)：電解制氫技術(shù)自主開發(fā)：2022年12月，首套自主研發(fā)的兆瓦級質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫裝置實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，自主開發(fā)陰級、陽極催化劑和膜電極，最大產(chǎn)氫量達250標方/小時。11公眾號中國石油化工集團有限公司公眾號二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局●建成巴陵-長嶺、濟源-洛陽、金陵-揚子等3條氫氣管線，已實現(xiàn)長周期安穩(wěn)運營。管徑巴陵-長嶺金陵-揚子濟源-洛陽●儲氫井、短管道輸氫等儲運示范●開展烏蘭察布至京津冀氫氣長輸管道建設(shè)前期技術(shù)研究、方案設(shè)計和標準編制等工作。66二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局圍繞五大燃料電池示范城市群，累計建成加氫站128座。2023年氫氣加注量占全國的40%二、中國石化氫能發(fā)展戰(zhàn)略布局》制氫加氫一體站積極打造低成本加氫站示范樣本。2023年2月，全國首個甲醇制氫加氫一體站在中石化大連盛港站投入運營。2023年12月，全國首座商業(yè)化分布式氨分解制氫、加氫一體站在中石化廣西石油南寧振興加能站試投產(chǎn)。眾號三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫氣制取現(xiàn)狀目前氫氣的生產(chǎn)方式分為化石燃料制氫(灰氫)、工業(yè)副產(chǎn)制氫(藍氫)和電解水制氫(綠氫)。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2022年我國氫氣產(chǎn)量達3781萬噸，同比增長15%。其中，煤制氫占我國氫能產(chǎn)量的62%,天然氣制氫占比19%,而電解水制氫受制于技術(shù)和高成本，占比僅約2%。根據(jù)初步統(tǒng)計2023年我國氫氣產(chǎn)量突破4000萬噸。全球來看，化石能源也是最主要的制氫方式，根據(jù)IEA數(shù)據(jù)，天然氣制氫占比62%,煤制氫占比19%。電解水制2022年全球制氫結(jié)構(gòu)2022年全球制氫結(jié)構(gòu)中國石油化工集團有限公司三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析化石燃料制氫+工業(yè)副產(chǎn)氫化石燃料制氫+工業(yè)副產(chǎn)氫主要企業(yè)包括包鋼焦化、神華包頭煤化工、華信煤焦化、烏海化工、鴻達興業(yè)等石燃料制氫為輔主要企業(yè)包括山東齊魯石化、青島煉焦化煤氣制氫主要企業(yè)包括美錦氫能生產(chǎn)區(qū)域分布(萬噸)400+內(nèi)蒙300+新疆100+江蘇工業(yè)副產(chǎn)氫主要企業(yè)包括國家能源吾疆納新材料、寶鋼集我國氫氣制取分布煉化、焦化等工業(yè)發(fā)達地區(qū)。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，產(chǎn)量超過400萬噸的省份有內(nèi)蒙和山東，產(chǎn)量超過300萬噸的省份有新疆、陜西和山西，產(chǎn)量超過200萬噸的省份有寧夏、河南和河北，產(chǎn)量超過100萬噸的省份有江蘇、安徽、四川、遼寧和湖我國氫氣制取分布灰氫、藍氫的生產(chǎn)和使用主要聚集于企業(yè)或中國石化三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析藍藍氫：近期主要滿足工業(yè)需求(化石制互為補充直至完全替代。中國石化中國氫氣供給結(jié)構(gòu)預(yù)測來源：《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》,中國氡能聯(lián)盟我國可再生資源分布情況1400kWh/m2,太陽能資源豐富。結(jié)合風光等可再生資源的分布情況和水資源約束，未來綠氫生產(chǎn)主要在我國“三全國平均風速分布圖全國水平面光照強度分布圖三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國綠氫產(chǎn)能分析截至2023年12月，國內(nèi)共有40余個項三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫氣產(chǎn)量預(yù)測預(yù)測，在2035年級2060年我國氫氣生產(chǎn)總量分別可達4500萬噸和8600萬噸，其中綠氫產(chǎn)量分別為1990萬噸和7300萬噸，綠氫逐步成為氫氣供應(yīng)中的主體。生產(chǎn)總量其中：灰氫藍氫0綠氫中國石化萬噸■綠氫■灰氫2060年2025年2030年2035年2060年三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求現(xiàn)狀氫能作為二次能源，在重工業(yè)、交通、建筑、電力行業(yè)中均有不同的應(yīng)用場景，其中最主要的用途包括燃料用氫、原料用氫等。我國是全球最大的氫氣消費國，2023年需求量約3350萬噸，占全球的30%。目前氫能應(yīng)用仍處于起步階段，氫能的成本較高，使用范圍較窄。我國氫氣應(yīng)用領(lǐng)域以工業(yè)領(lǐng)域為主，56%的氫氣被用于化工合成，9%用于煉油，16%作為尾氣直接燃燒。其他19%合成氨37%中國28,30%合成氨37%直接燃燒16%美國13,14%煉油%煉油%2023年全球氫氣需求地區(qū)分布2023年全球氫氣需求地區(qū)分布單位：百萬噸(Mt),%*注：部分未達到工業(yè)標準或無法有效儲存的氫直接作為尾氣燃燒，因此目前氫能產(chǎn)量大于需求量中國石油化集團有限公司s國石華s國石華三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求區(qū)域分析中國石化中國石油化工集團有限公司中國石化三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能總體需求預(yù)測根據(jù)中國氫能聯(lián)盟的預(yù)計，到2025年，中國氫氣需求量將達到3800萬噸，2035年達4000萬噸，在能源體系中占比5%。到2050年氫能將在中國能源體系中占比至少達到10%,氫氣需求量接近6000萬噸。2060年碳中和目標實現(xiàn)時，氫氣需求量將達8600萬噸。2060年我國氫能應(yīng)用領(lǐng)域中國石化中國石化三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析序號用氫項目煉化產(chǎn)能(萬噸/年)序號用氫項目煉化產(chǎn)能(萬噸/年)(萬噸/年)123中石化天津石化4中石化齊魯石化5678中石油華北石化9中石油大連石化青島煉油中石化大慶煉化公司中石化勝利油田分公司中國石油華北石化公司中石化揚子石化中石油大慶石化中石油遼陽石化中石油錦州石化中石油吉林石化中石化上海石化中石化金陵石化中石化高橋石化中石油撫順石化大連西太平洋石油化工公司增。經(jīng)預(yù)測，到2025年工業(yè)用氫需求約2450萬噸，到號NooeNooe三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測*冶金2022年12月，河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程一期全線貫通，標志著我經(jīng)預(yù)測，預(yù)計到2025年國內(nèi)氫冶金氫氣需求約為150萬噸；到2035年，需求量約為300萬噸。河鋼集團張宣科技120萬噸氫冶金示范工程外景中國石化序號用氫項目鋼行業(yè)主要煉鋼產(chǎn)能指標(2寶山鋼鐵股份有限公司上海、南京、廣東山東省濟南市萊蕪鋼鐵集團有限公司3鞍山鋼鐵集團有限公司遼寧45中天鋼鐵集團有限公司6本鋼集團有限公司遼寧本溪市7湖南華菱鋼鐵股份有限公司8山西建龍實業(yè)有限公司山西省運城市9河鋼集團唐鋼公司馬鋼(集團)控股有限公司安徽馬鞍山市首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司邯鄲鋼鐵集團有限責任公司河鋼集團邯鋼公司河北普陽鋼鐵有限公司江蘇沙鋼集團有限公司日照鋼鐵控股集團山東省日照市湘潭鋼鐵集團有限公司建龍西林鋼鐵有限公司黑龍江省伊春市中國石油化工集團有限公司從三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測*交通鄭州城市示范群轉(zhuǎn)色優(yōu)協(xié)：字通客車大型車企:鄭州城市示范群轉(zhuǎn)色優(yōu)協(xié)：字通客車大型車企:·>5000M感料電池汽車廣東城市示范群特色優(yōu)外產(chǎn)業(yè)編相時完壁:·>200加站·10000W燃料電地汽車·<35元Ag用氧成本汽車數(shù)量(輛)數(shù)量(座)>5300w料電池汽·>49雍加氧站(新建)·200萬響破減山、保定、淄博、濱州群群佛山、廣東、深圳、珠海、東莞、中山、陽江、云浮、福州、群張家口、雄安、保定、定州、辛集、邯鄲、唐山、秦皇島、上海奉賢、鄭州、淄博、聊城、烏海、廈門群封、焦作、上海(喜定、奉賢、臨港)煙臺、淄博、灘坊中國石油化工集團有限公司中國石油化工集團有限公司中國石化三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測*交通達到500萬輛，2060年碳達峰時達到1100萬輛，其中中重卡750萬輛，占比約65%,乘用車165萬輛，占比約萬輛萬輛0.0f0.0f02025年2030年2035年2050年2060年02022年■交通用氫需求(億噸)一一交通用氫占比2025-2060年我國交通用氫需求及占比*注：交通用氫數(shù)據(jù)來源中國氫能聯(lián)盟。2025年2022年■交通用氫需求(億噸)一一交通用氫占比2025-2060年我國交通用氫需求及占比*注：交通用氫數(shù)據(jù)來源中國氫能聯(lián)盟。三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測我國氫能需求預(yù)測氫能可通過燃料電池或燃氣輪機(純氫氣或氫氣與天然氣混合氣)進行發(fā)電，“氫儲能+固定式燃料電站”模式有據(jù)預(yù)測，到2060年，氫氣用量中電力領(lǐng)域占比5%左1000萬噸。中國石化現(xiàn)有燃氣輪機產(chǎn)品中可接受的氫氣比例南方電網(wǎng)廣東廣州供電局研制的氫能應(yīng)急電源車中國石油化工集團有限公司三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測建筑用能我國氫能需求預(yù)測據(jù)挪威DNV預(yù)測，2030年后，純氫在建筑中的使用有總需求中約占比3-4%。張家口市天然氣摻氫入戶應(yīng)用示范現(xiàn)場英國首個摻氫試點HyDeploy項目我國氫能需求預(yù)測*儲能——氫儲能有望成為綠氫需求的重要組成部分2018年2019年2020年2021年2022年2018-2022年全國棄風棄光率負荷電(a)傳統(tǒng)電池儲能系統(tǒng)負荷用水了不統(tǒng)邊界物料流(b)氧儲能系統(tǒng)壓縮機氧電量流兩種類型儲能模型的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)圖片來源：高源劉學(xué)智《基于氫儲能的可再生能源系統(tǒng)協(xié)同規(guī)劃方法》中國石化中國石化三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國氫能需求預(yù)測經(jīng)預(yù)測，在2035年級2060年我國氫氣生產(chǎn)總量分別可達4000萬噸和8600萬噸，其中近期以煉化原料為全國氫氣需求預(yù)測情況需求總量煉油、化工交通冶金其他冶金全國氫氣需求分結(jié)構(gòu)預(yù)測情況中國石油化工集團有限公司中國石油化工集團有限公司三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析氫氣制備成本對比分析無碳價影響下氫能制備成本分析2022年我國氫氣產(chǎn)量約3700萬噸。從供給結(jié)構(gòu)來看，目前我國氫氣供給仍然以化石能源制氫為主?！袒茉粗茪渲饕ㄒ悦?、天然氣為原料的化學(xué)重整制氫，目前技術(shù)十分成熟，應(yīng)用廣泛。煤制氫和天然氣制氫易受主要原材料價格波動影響，我國煤炭產(chǎn)量較為充足，天然氣對外依存度較高，我國大部分地區(qū)煤制氫更易于具備規(guī)模經(jīng)濟性?！坦I(yè)副產(chǎn)制氫指將富含氫氣的工業(yè)尾氣通過變壓吸附等技術(shù)將其中的氫氣分離提純的制氫方式。我國現(xiàn)有工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)能規(guī)模大，成為氫能綠色化過渡方案的可行性較高?！屉娊馑茪淠壳爸饕乃姆N技術(shù)分別是堿性電解水(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水(PEM)、固體氧化物電解水(SOE)和陰離子交換膜電解水(AEM),其中堿性電解水制氫是國內(nèi)現(xiàn)階段電解水制氫路線中最具經(jīng)濟性的。地區(qū)原料價格(低)原料價格(高)13.70元/kg13.70元/kg1.67元/立方米2.74元/立方米13.65元/kg22.40元/kg電解水(可再生能源)電價：0.13元/kWh電價：0.5元/kWh27.7元/kg中國右涵化集團有限公司加三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析氫氣制備成本對比分析有碳價影響下氫能制備成本分析鑒于CCUS技術(shù)仍然面臨著高風險、高成本、高耗能的挑戰(zhàn)，商業(yè)化應(yīng)用尚需時間，同時綠氫制備也處于起煤制氫天然氣制氫煤制氫天然氣制氫■煤制氫成本為10元/kg,碳價每增加100元/tCO?煤制氫的成本增加約2元25/kg,結(jié)合CCUS技術(shù)后成本增加約2元。20■碳價低于300/t時，煤制氫成本最低，煤制氫+CCUS次之，均低于綠電制150■天然氣制氫成本為17元/kg,碳價每增加100元/tCO?,天然氣制氫的成本增加約1元/kg?！鎏純r高于200/t時，部分天然氣制氫項目成本將高于天然氣制氫+CCUS;■考慮光伏和陸上風電度電成本快速下降，2030年綠電制氫成本已完全低于10天然氣制氫成本；隨著碳價的升高，綠電制氫的成本優(yōu)勢將進一步凸顯。00三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析氫氣制備成本對比分析有碳價影響下氫能制備成本分析如果對制氫環(huán)節(jié)實施碳價格，將增加灰氫和藍氫成本。碳價每增加100元/噸CO?,煤制氫成本將增加1-2.5元/kg,天然氣制氫成本將增加0.8-1.6元/kg。2030年，當碳價高于500元/tCO?時，各制氫成本之間存在如下關(guān)系：綠氫<煤制氫+CCUS<藍氫<灰氫。三、全國氫能源網(wǎng)荷儲分析我國綠氫供需平衡分析結(jié)合各地近遠期綠氫產(chǎn)能規(guī)劃，2025年我國綠氫產(chǎn)能約200萬噸，2035年我國綠氫產(chǎn)能增長至約1990萬根據(jù)各行業(yè)氫能總需求及綠氫占比測算，2025年我國綠氫需求約240萬噸，2035年我國綠氫需求增長至約1600萬噸。通過供需平衡，2025年我國綠氫市場仍呈現(xiàn)出供小于求的市場格局，到2035年綠氫產(chǎn)能規(guī)模進一步提升，可滿足國內(nèi)綠氫市場需求。由于綠氫供應(yīng)與需求之間的區(qū)域不匹配，需結(jié)合制端、用端分布情況及建設(shè)進度提前規(guī)劃布局氫能輸送通道。綠氫產(chǎn)能(萬噸)2025年2035年內(nèi)蒙古4吉林8綠氫需求(萬噸)2025年2035年煉油、化工交通冶金總需求綠氫占比綠氫需求*注：綠氫需求在總需求中占比與綠氫生產(chǎn)占比保持一致。中國石化中國石化03全國氫能源網(wǎng)荷儲分析04全國氫能管網(wǎng)布局規(guī)劃05展望與建議(一)氫能資源供需匹配基于我國氫能源網(wǎng)荷儲分析，我國風、光資源主要集中于北、西部一帶，是未來可再生能源制氫的主要區(qū)域，同時，海上風電、核能也將是可再生能源制氫的潛在途徑。華北、華東、東南沿海是我國人口、工業(yè)密集區(qū)，是未來工業(yè)深度脫碳、氫能源交通替代的先行區(qū)域，是氫能資源輸送的主要目的地?？偟膩砜?，我國氫能資源將呈現(xiàn)出西氫東送、北氫南輸、海氫上岸的總體趨勢。中國石化十中國核電站分布“十四五”規(guī)劃中國石油化工集團有限公司(二)氫能管道規(guī)劃布局方向1、西氫東送,聯(lián)通區(qū)內(nèi)重要綠氫生產(chǎn)基地和化SINOPEC