氢能源替代石油能源产业的可能性

张倩

中国石化重庆石油分公司安全数质量部，重庆，邮编： 400010

摘要：氢是宇宙中分布最广的物质。氢的高热值是同等质量的焦炭和汽油等化石燃料热值的三到四倍。氢能源是一个很好的清洁能源，燃烧的产物就是水，对环境没有任何污染，这也是国家决定大力发展氢能源的一个重要原因。近年来，我国可再生能源基础设施建设取得了良好的成效。随着技术的发展和进步，氢气技术生产、存储、运输成本也在逐渐下降。利用可再生能源的电解水作为缓冲液，产生氢气，实现可再生能源稳定可靠的出口。技术进步不断提高电解水的能量转化率，有助于降低绿色氢气的生产成本。相关文件明确指出，氢燃料电池技术链促进了氢燃料电池汽车产业链的发展。基于此，本篇文章对氢能源替代石油能源产业的可能性进行研究，以供参考。

关键词：氢能源；替代；石油能源产业；可能性

引言

近年来，我国氢能产业在项目规划和政策支持方面加快发展，随着可再生能源产业的快速发展，未来几年储能市场将快速增长。我国的储能产业仍处于发展的早期阶段，主要是在储能产业的应用方面。储存能源的商业应用包括高能源成本、不完整的电力市场交易、不完整的能源路径以及加速能源价格的问题。随着技术的不断突破和成本的不断下降，国内储能市场仍需发展，未来市场将出现氢能。

1氢能的综合应用前景

作为新能源中技术含量最高的一种能源形式，氢能源未来的发展空间巨大。2021年10月24日发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》明确指出，推动加氢站建设，统筹推进氢能“制储输用”全链条发展，推进可再生能源制氢等低碳前沿技术攻关，加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。作为氢能产业的下游，加氢站的建设直接影响到氢能产业中氢燃料电池汽车的发展。有统计显示，截至今年上半年，我国累计建成146座加氢站，其中有136座已投入运营。将来还会加速加氢站的建设，从而为实现“双碳”目标贡献力量。目前，新能源的发展还处于初级阶段，还存在一些技术难关没有突破，制氢成本也比较高。因此，当前制约氢能源发展的，主要还是一些重要的技术难关，包括如何降低执行成本等，但是相信，随着实际需求的上升，技术一定是会被攻克的。

1.1氢能用于居民

目前，我国居民日常的生活所需的能源为天然气，反应方程式为CH₄+O₂=CO₂+H₂O+Q，燃烧过程中均产生温室气体氧化碳，为了有效减少温室气体的排放，可在民用燃气管道中，根据技术的成熟度逐步添加由绿电制取的绿氢，直至完全代替，该技术已经在北京朝阳区进行试点，并取得了参氢10%的成绩，有效减少的碳排放量。

1.2氢能取代了传统的能源

绿色氢可以取代传统的化石能源，碳中和、风能、光能的概念基于太阳能和其他新能源产生的绿色电力，水被用来在电解过程中产生绿色氢，以代替化石能源产生的氢。下游产品的生产是气化产生的氢气，这与传统的化肥生产工艺相同。从牛粪和空气中分离出来的氮由氨合成，最终形成元素等化学肥料。绿色氢气的使用直接消除了气化和净化设备。还原法生产设备在减少投资的同时，形成了一种绿色发电工艺。

2能源转型与发展氢能

全球能源低碳化背景下，油气行业正面临着传统能源消费增速逐步放缓、日趋严格的控减碳排放政策、日益增高的减碳成本、高碳资产风险逐步升高，以及油气生产增量面临的技术经济困难进一步增加等多重压力。能源结构向清洁低碳转型已经成为全球石油公司的共识。bp、道达尔、壳牌、中国石油、中国石化等传统油气企业积极拓展新能源业务，发展氢能、地热能、生物质能、太阳能、风能等业务领域。中国能源供应一直面临着富煤缺油少气的资源禀赋特点，对外依存度较高，尤其是传统能源中相对低碳的天然气供应对外依存度上升至42%（2020年），每年的需求量增速远高于国内产量增速，供需矛盾日益突出，在碳达峰、碳中和（即“双碳”）目标下，中国能源发展面临着减排压力大和能源供应不足的双重问题。随着太阳能发电、风能发电技术的进步和成本的快速下降，大力发展氢能被认为是“双碳”目标下中国能源转型不可或缺的选择。发展氢能不仅有利于中国实现绿色发展目标，也有利于保障国家能源安全和形成新的经济增长点。氢能与传统石油公司的油气产业链关系十分紧密，与石化行业契合度尤其高。在氢能发展上，石油公司具备规模化的制氢能力基础、成熟完整的能源安全管理经验、全面的油气储运及分销体系，拥有制储运销全产业链设计、建设、运行、管理等多方面的基础优势、技术优势、人才优势、体系优势、安全管理优势。本文从国内氢能产业及技术发展现状出发，结合石油公司氢能发展布局，分析国内油气行业发展氢能的规划部署和路径；针对氢能行业发展的成本问题、波动性问题等氢能规模化发展面临的问题，结合中国油气行业发展氢能的各项优势基础以及中国石油公司氢能发展部署，分析石油公司加快发展氢能的路径并提出建议。

3石油能源产业被氢能源代替的可能性研究

3.1石油能源产业是氢能源产业发展的基地

现阶段工业化制氢主要采用化工生产副产品制氢手段，如借助煤化工、电解盐质检、石油炼化等方式生产出氢气，具备生态效益好、技术成熟等特征，每年可生产约2000多万吨氢气燃料。有些地区是能源及现代化能源体系建设的重要基地，具备丰富的制氢产业资源。有些西部乌海及周边地区建立起的煤焦化产业体系可产能2900万吨，每百万吨的焦化副产品还可产出约4亿立方米焦炉煤气，焦炉煤气内氢气含量达55%，氢能产量巨大。电石也是氯碱化工重要生产环节，每年电石产能可为900万吨。每一万吨电石生产期间的电石炉尾气约400m3。电石尾气内含有5%氢气量，折算氢气总含量为1.8万立方米。由于缺乏焦炉煤气与电石炉尾气综合利用体系，大部分气体作为燃料直接消耗，仅有小部分气体用于天然气、甲醇制作过程中。由于焦炉煤气、电石炉尾气氢含量较高，因此将其与氢能源产业结合在一起，可为制氢环节提供必要原料，在全域推广氢能源中具有显著的基础优势。

3.2氢能源发展前景广阔

交通领域是消耗石油能源的重要一环，同时也是氢能源发展的领头者。相较于传统燃料电池车而言，氢燃料电池车具备无污染、无传动部件等优势，实际运行期间效率高、经济效益显著。当前氢燃料电池乘用车处于示范阶段，多数被应用在公交车、环卫车、物流车中。地区是矿石资源及采矿区域的聚集地，矿产开发及运输车辆也可成为氢能源推广及应用的重要方向。通过大力支持有些地区加氢站等基础设施建设，使氢能源产业代替石油能源产业更为可行。不仅如此，氢能源也可被应用在工业能源、化工原料等环节，与有些区域储能产业及加氢类产业生成互促机制，使区域内资源产业体系及链条更为完善。

结束语

总而言之，加大氢能源开发及利用扶持力度，进一步控制氢能源使用成本，推动氢能源产业化发展进程。积极引进发达国家氢能源配套生产设施，增强能源产业生态效益，确保氢能源能够在缓解经济发展与资源矛盾，推动社会可持续发展进程中发挥出重要作用。

参考文献

[1]魏征.氢能源替代石油能源产业的可能性[J].中国石油和化工标准与质量,2020,42(04):125-127.

[2]沈军.氢能源替代石油能源产业的可能性探讨[J].节能与环保,2018(07):58-60.

[3]沈军.氢能源替代石油能源的加氢站技术与相关产品研究[J].科技创新与生产力,2018(05):68-72.

[4]吴斯.发展氢能源,不能等到石油消耗殆尽之时[N].中国经济导报,2018-06-16(C01).

[5]任南琪,吉洁,马涛.氢能替代石油能源的商业应用分析[J].商业研究,2018(12):102-105.张倩，女，2011年毕业于西南石油大学化学工程与工艺专业，本科学历，主要从事质量管理及科技管理工作，工程师。现单位：中国石化重庆石油分公司安全数质量部。邮编：400010，邮箱：[e-mail],电话：[phone]