2050年全球氢能源市场规模高达2.3万亿欧元，河钢将建年产60万吨首座氢能炼钢厂！

发布时间：2020-11-30

德国再次重视氢能源技术——设备制造商、投资商、加氢站运营商以及技术专家们的目光再次投向了氢能，甚至德国联邦政府也在开始推行氢能源战略，德国目前在国际氢能源技术中位于前列，业内专家估计到2050年全球市场氢能源市场规模可能高达2.3万亿欧元。

从交通运输到碳平衡：氢能源技术在德国有着美好的未来

本文刊登于PROCESS《流程工业》2020年第11期

《氢能源技术前景广阔》

文/ Dominik Stephan

本文作者系德文版 P ROCESS 编辑。

德国境内目前有84个加氢站，这个数据比欧洲所有国家的总和还多121%，即使像挪威这样具有巨大水力资源的国家也仅仅排在第二位。德国注重氢能并不仅仅是因为联邦政府的氢能源战略，而且在氢能技术的研发方面，德国也走在了欧洲的前列。据Block Builders的统计数据显示，德国目前一共申请了17238项氢能技术专利，仅次于日本和美国。

氢能源技术变革德国正将自己置于全球最具发展潜力的市场中。有关研究表明到2050年时氢能源技术的全球市场规模将会高达2.3万亿欧元。

由于氢燃料电池技术的复兴将极大有可能改变汽车行业，氢能源技术将替代蓄电池驱动技术在载重车、火车等公共交通工具中。2018年时，全球共计使用了74000块氢燃料电池，总容量高达800MW。相关研究指出到2050年时全球将有三分之二的汽车配用氢燃料电池驱动装置。

“尤其是在难以脱碳的技术领域以及能源存储技术领域中，氢和Power-to-X技术有着极为重要的作用。”——Matthias Zelinger先生，德国VDMA协会

化工行业在氢能方面有着丰富的经验，通过蒸汽重整或者氯电解会产生大量的氢气副产品，目前准备依托其大型化工生产基地强力进军氢能源技术领域。虽然目前绝大部分的氢气源于天然气，但这种情况将会改变。化工行业准备通过利用更加经济的电解设备制氢为跨领域的能源产品生产和存储技术领域增砖添瓦。欧盟希望到2030年时欧洲氢能源生产设备的产能至少达到40GW，能生产1000万t绿色氢能。

氢气需求量预测（单位：TWh）

即将到来的繁荣市场：据估计到2050年时，全球对氢的需求量可能会增加近10倍，超过21000TWh

蓬勃发展的氢能源德国机械设备制造协会VDMA也呼吁德国政府加快推行氢能源战略，德国机械设备制造协会目前每年可以提供1GW的电解能力，到2025年电解能力将会达到5GW，能够有力地促进德国国内的Power-to-X电力多源转换技术的发展，也有利于从国外进口天然气。

世界各国氢燃料电池专利

德国申请的项氢能技术专利数量在欧洲排名第一，在国际上仅次于日本和美国

氢能源在德国的能源转型过程中有着至关重要的作用，任何一种Power-to-X电力多源转换技术都与氢气有关。“尤其是在难以脱碳的技术领域和能源存储技术领域中，氢和Power-to-X技术在生产过程中有着极为重要的作用。”VDMA协会的气候和能源政策发言人Matthias Zelinger先生解释说道。并且氢能技术也进入了股票交易所，而且氢能源技术领域企业表现优异，例如ITM Power公司的股票在过去五年里增长了958%；自2017年上市以来，Nel ASA 公司的股票上涨了470%。

通过对搜索引擎的搜索数据分析得知，在过去的两年时间里“氢能源”词条的搜索量增加了1850%。“氢能源技术会在未来发挥着举足轻重的作用，尤其是使用这种绿色能源有利于气候保护。德国也再次起到了先锋模范作用，这一技术也为投资者提供了更多的机遇。”Block Builder公司的分析师Raphael Lulay先生说。

60万吨！河钢将建首座氢能炼钢厂

近日，卡斯特兰萨—特诺恩与河钢集团正式签订合同，将建设高科技的氢能源开发和利用工程，其中包括一座年产60万吨的ENERGIRON直接还原厂。据悉， 这将是全球首座使用富氢气体的直接还原铁工业化生产厂。 该工艺组合应用了特诺恩相对先进的、比较具竞争力的、相当环保和非常可靠的技术，同时包括相对先进的设备和冶金行为预测的数字化模型。

钢铁行业是二氧化碳排放量最高的行业之一，占全球二氧化碳排放量的7%，同时中国钢铁产业的二氧化碳排放占全球钢铁行业碳排放量的60%以上，节能减排任重道远。

现有的直接还原流程氢增幅工艺是以天然气为原料，氢含量只能达到55%-60%，为了提高工艺效能，还需要加入焦炉煤气或者纯氢。

图1：传统直接还原流程氢增幅工艺流程图

而河钢集团的直接还原厂将使用含氢量约70%的补充气源，使每吨直接还原铁仅产生250公斤二氧化碳的指标，成为全球最绿色的直接还原厂。另一方面，产生的二氧化碳还可以进行选择性回收，并在下游工艺再利用。因此，每吨产品产生的最终净排放仅约125公斤二氧化碳。

根据中国氢能联盟的预计，到 2030 年，中国氢气需求量将达到 3500 万吨，在终端能源体系中占比 5%。到 2050 年氢能将在中国终端能源体系中占比至少达到10%，氢气需求量接近 6000 万吨，可减排约 7 亿吨二氧化碳，产业链年产值约 12 万亿元。

选取具有经济优势的技术路线，降低制氢成本，是氢能推广使用的关键。而且氢气的可大规模存储和运输是其区别于化学电池储能的重要特性，在资源总量不受约束，制备成本中远期可控的前提下，氢气的储存性能和运输效率是氢能建设的瓶颈问题。所以在中国如果想大力推广氢能，制氢技术和氢气的储存性能和运输效率是关键。