中国碳中和过程中氢能产业发展路径判断与实践

重质油全国重点实验室2025年05月中国石油大学(北京)2025年05月目录氢能产业发展路径判断与实践(二)电氢零碳技术(三)零碳产业园(五)创新平台(六)建议1.中国新的能源体系核心是电网3.调峰工具：氢能与储能新的能源体系新的能源体系2.空间维度：西部喀什—渤海湾拉动迭代概念、认知、理念与价值观主要范畴1.绿色低碳(零碳/近零碳)2.新能源四维度3.电氢碳逻辑关系(一)概念、认知、理念与价值观1.绿色低碳(零碳/近零碳)123人类共同面对的问题引领世界发展的工具中国产业转型的国策4¥政府征收碳税的底层逻辑5科学问题思考与认知(一)概念、认知、理念与价值观2.新能源四维度绿氢储能绿氢储能中央政府导引2030碳达峰2060碳中性区域内绿电国网综能集成区域内绿电国网综能集成石大脱碳技术支撑氢能园区绿电与氢能产业集成(一)概念、认知、理念与价值观4.高耗能产业脱碳与电力系统演变合一煤电(一)概念、认知、理念与价值观5.炼化钢铁合成氨水泥脱碳科学问题零碳(一)概念、认知、理念与价值观6.氢能综合利用行政测试与示范工程化行政第10页(一)概念、认知、理念与价值观7.氢管网第11页电池是光伏风电储能的上半场，氢能是光伏风电储能的下半场，中间过渡是长时储能。第12页01.电解水(气)02.电解丙烷(液)绿电→H₂+CH₃-CH=CH₂(0.7~1.03.电解甲烷(固)第13页(一)概念、认知、理念与价值观9.中国配电网与输电网关系研判口示范试点口3+2(地网+农网)口3+2(地网+农网)三合一第14页(一)概念、认知、理念与价值观10.重质油全2211 国外同行业进展由巴斯夫、沙特基础工业公司和林德携手打造的全球首座大型电加热蒸汽裂解炉示范装置已启动建设。该示范装置将并入位于巴斯夫德国路德维希港一体化基地一台现有的蒸汽裂解炉。蒸汽裂解装置流程简图裂解炉内温度达到850℃第16页 (二)电氢零碳技术1.电烯氢技术芳烃(苯)电乙烯、丙烯、丁二烯(70%—30%)工艺流程示意图→还原铁(3吨/吨乙烯)石油烃电→三烯三苯+合成气→石油烃电→三烯三苯+合成气尿素(0.7吨/吨乙烯)第17页 电烯氢5kW-电烯氢15kW—→电烯氢40kW系列装备一冷却、除碳及控制系统第18页 ·传统的煤制氢方法会产生大量的CO2排放●新能源合成氨方式·工艺特点：利用可再生能源为电解水提供电力，实现低碳甚至零碳排放的氢气生产·改进氨合成塔内的催化剂，合成氨的压力可降低到7MPa,提高能效。·功率要求：装置总功率为11700kW全功率运行到设备空转，10-15分钟完成调度。N₂H₂NH₃压缩机制冷分离NH,空气分离空气分离电解水N₂H₂压缩机制冷分离 (二)电氢零碳技术3.绿甲醇-工艺流程微电网甲醇甲醇合成气干重整干重整③千③千于95%,电储能不大于20万干瓦/60万干瓦时。第20页 (二)电氢零碳技术4.氢冶金-工艺流程凿凿氧化锋塔洗涤塔氧化锋塔洗涤塔焦炉气高温脱无机硫塔脱油塔脱黎塔焦炭过滤器脱有机硫塔转化脱无机硫塔脱油塔脱黎塔焦炭过滤器脱有机硫塔转化精脱硫塔焦炉煤气加热段加热段1.满足DRI的合成气焦炉气干重整用于直接还原铁工艺流程图第21页 (二)电氢零碳技术4.氢冶金-工程示范签约(2013年)原料CH4流量/%567第22页 第23页 中国环渤海湾工业带美国墨西哥湾氢能氢管网氢管网00渤海湾地。地山东省山东省第24页 炼化电氢化炼化电氢化第25页 电网电网调峰调峰调峰调峰调峰调峰 第27页 (三)零碳产业园1.能源气体岛-构建零碳产业园体系能量流能量流物质流信息流②②①①⑧⑨⑩ ⑤示范工程内容：光伏风电制氢，合成绿氨，利用绿氨作为原料，通过二氧化碳和盐水，侯氏制碱法生产纯碱(碳酸钠，Na₂CO₃)和氯化铵(NH₄CI)。第29页 农业农业 (三)零碳产业园4.氢管网及氢冶金零碳产业园光伏风电光伏风电第31页(四)核心技术及标准认证体系1.绿色低碳核心技术及场景开发进展加氢加氢电氨√√√√甲醇(水泥)甲醇(水泥)第32页(四)核心技术及标准认证体系2.标准认证体系第33页(四)核心技术及标准认证体系3.零碳产业园创新平台第34页 (五)创新平台新型科技创新一体化平台碳中和联合研究院重质油全国重点实验室绿色电氢科学技术实验室山东石油化工学院重质油全国重点实验室中国石油大学国家级碳中和联合研究院重质油全国重点实验室绿色电氢科学技术实验室山东石油化工学院重质油全国重点实验室中国石油大学碳中和联合研究院平台科学实验室技术实验室企业实验室 (五)创新平台新型科技创新一体化平台第三板块第四板块第三板块第四板块标准法规认证标准法规认证电网重构消纳调峰配套氢能配套氢能孪生电网电转电转热电转热□口垦利石化口石大胜华口国能生物等口国网3个检测口中国产业发第36页 (六)基础与方向新能源体系构建1.以新型电力系统构建为核心；2.以两个二次能源氢能/储能为0到1新基建；3.三个场景探索：零碳产业园、零碳乡镇和零碳城市；4.四个产业重构：炼化、钢铁、合成氨及水泥；5.五个核心技术：电烯氢、氢冶金、电氨、干重整甲醇及电高热技术6.六个支撑：标准、电侧设计、化侧设计、创新平台、知识产权和联盟协会第37页 (六)基础与方向新能源体系构建第38页我们致力于中国新的能源体系构建路径研究，基于中国新型能源体系演进趋势的研判，洞见以工程科学为底层工具，源网荷储视角下，在零碳产业园构建新型电力系统，重点突破能源气体岛场景下的电