CEEP-BIT-2021年能源经济预测与展望研究报告：碳中和背景下煤炭制氢的低碳发展-2021.1-14页_581kb

碳中和背景下煤炭制氢的低碳发展总结

核心内容概述

在全球碳中和目标推动下，氢气作为低碳转型的重要载体，其发展受到广泛关注。我国作为全球最大的氢气生产和消费国，煤炭制氢目前仍占主导地位，但其高碳排放特性与“碳中和”目标存在冲突。因此，结合碳捕集与封存（CCS）技术的煤炭制氢（即“蓝氢”）成为实现低碳发展的关键路径。本报告评估了煤炭制氢及其结合CCS技术的碳足迹和成本，并提出了相应的政策建议，以推动氢能产业的低碳可持续发展。

主要观点

1. 全球氢能发展需求上升，中国发展更为迫切

• 全球氢能需求增长：预计2050年全球纯氢需求将增长3倍，达到2.9亿吨/年，2070年进一步增至5.2亿吨/年，占全球终端能源消费量的13%。
• 中国氢能需求增长：预计2050年我国氢气需求将增至近6000万吨，占终端能源消费量的10%。
• 中国氢能发展需求更迫切：由于能源结构高碳化、石油对外依存度高（超过70%），我国氢能发展需求比其他国家更为迫切。

2. 煤炭制氢是当前我国主要制氢方式，但面临碳约束

• 当前制氢技术：主要包括煤炭制氢、甲烷（天然气）重整制氢、工业副产气提纯制氢等。
• 煤炭制氢优势：我国煤炭资源丰富，制氢成本较低，短期内仍是主要供氢来源。
• 碳排放问题：煤炭制氢过程排放大量CO₂，被称为“灰氢”，不满足低碳要求。
• CCS技术的重要性：CCS是当前唯一能大幅减少化石燃料制氢CO₂排放的低碳技术，结合后可将“灰氢”转化为“蓝氢”。

3. 结合CCS技术后煤炭制氢具有低碳与成本优势

• 碳足迹下降：结合CCS后，煤炭制氢碳足迹可下降53.3%，降至10.59 kg CO₂e/kg H₂。
• 成本增加但仍具竞争力：结合CCS后，煤炭制氢成本增加51.5%，但仍低于电解水制氢等技术，具有短期成本优势。
• 中短期发展预测：煤炭制氢仍将在中短期内主导我国氢气供应，长期则需提高“绿氢”比重。

关键信息

• 碳中和目标：我国计划于2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。
• CCS技术成本：当前我国煤炭制氢CCS项目成本为292元/吨CO₂，其中捕集成本194元/吨CO₂，运输成本65元/吨CO₂，封存成本33元/吨CO₂。
• 政策建议：
  1. 制定与CCS技术规划相匹配的煤炭制氢发展战略。
  2. 部署结合CCS技术的煤炭制氢规模化示范项目。
  3. 出台财税支持政策，提高企业部署CCS技术的积极性。
  4. 建立健全碳交易或碳税机制，推动煤炭制氢行业低碳发展。

研究背景与机构信息

• 研究背景：在全球绿色低碳转型背景下，氢能作为清洁能源，对实现碳中和目标具有重要意义。
• 研究机构：本报告由北京理工大学能源与环境政策研究中心等机构联合发布，执笔人为魏一鸣、李家全、刘兰翠、康佳宁。
• 研究资助：来自国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目。

主要参考文献

本报告参考了大量国内外文献，包括：

• 陈毕杨、曹尚峰关于焦炉煤气制氢方法的比较研究；
• 刘百强关于炼钢焦炉煤气提纯氢气与天然气转化制氢经济性对比研究；
• 中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》；
• 国际能源署（IEA）发布的多份氢能发展报告；
• 美国国家研究委员会（NRC）关于氢能经济的研究。

中心简介

北京理工大学能源与环境政策研究中心成立于2009年，挂靠在管理与经济学院，致力于能源经济与气候政策研究，为政府和企业提供科学依据和决策支持。

中心近期出版物与报告

• 出版物：包括《Energy Economics: Understanding Energy Security in China》《能源经济学（第三版）》等。
• “能源经济预测与展望”报告：涵盖多个领域，如能源需求预测、碳市场展望、新能源汽车发展等，其中第46期报告即为本研究主题。

总结

本研究指出，在碳中和背景下，煤炭制氢虽具有成本优势，但其高碳排放问题亟需通过CCS技术解决。结合CCS技术后，煤炭制氢的碳足迹显著下降，但仍面临成本上升的挑战。因此，推动煤炭制氢与CCS技术协同发展，是实现我国氢能产业低碳可持续发展的有效路径。同时，政策层面需加强顶层设计与支持机制，以促进该技术的推广与应用。