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跟踪近来国内外发布的若干大规模绿氢项目，会发现其应用场景基本全部为能源化工工业耦合应用。工业将是绿氢最大应用场景，占比将超过50%。未来5~10年，发展绿氢包括结合碳捕集等技术耦合应用将相对化石能源将形成成本和环保得双重优势，也是能源工业企业推动传统产业转型的重要路径。
目前，绿氢以及绿氢耦合碳捕集在工业领域的应用具有在市场价值和成本经济上的可行性。
市场规模巨大：利用氢制甲醇、甲烷、氨等工业产品是氢最大的应用场景，仅测算最有发展前景的加氢制甲醇、制氨的市场即需要超过6000万吨的氢气需求量，占全国氢需求量接近50%，加上制甲烷等场景，实际占比应约在60%以上。
绿氢成本下降优势：随着技术逐步成熟，绿电和设备成本将大幅降低，加上规模化生产，未来5~10年，绿氢成本将降至15元/kg以内，相对化石能源制氢将形成成本优势；
碳捕集技术成熟度和经济性：二氧化碳捕集技术成熟度已经很高（，随着规模化生产和技术成熟，捕集成本未来5年保守估计降至110元/吨以内，碳交易价格在与国际市场接轨之后预期将上涨到120元/吨以上，碳捕集将产生经济效益，加氢耦合化工产品具有低成本的优势
绿氢耦合工业应用有多种路线。企业选择哪种路径重点发展需要结合自身资源基础、市场前景、技术成熟度和经济性等要素进行综合评估。
氢+CCUS制甲醇
甲醇本身市场空间大，同时甲醇作为能源使用已接近成熟，并具有储运便利优势，1吨甲醇可以储氢180kg左右。更重要的是，甲醇路线是结合CCUS可与原有高碳排放的企业发挥耦合效应的重要途径，有机会将二氧化碳负资产转化为正资产。
大连物化李灿院士团队兰州“液态阳光”二氧化碳加氢合成甲醇项目中试成功，其化学反应与煤制甲醇完全相同，成本已经与煤制甲醇接近，如果加上碳税部分，成本几乎持平，且减少了二氧化碳排放。目前该技术采用二硫化钼作为催化剂，将合成温度由200多℃降低到160℃，能耗进一步降低，中煤10万吨级放大项目正在筹划上马，随着绿电成本和碳税价格上涨，前景看好。
绿氢合成氨
氨作为工业原材料市场空间同样很大，合成氨技术工艺成熟，是在当前阶段即已具备经济性的绿氢耦合应用路线。与制甲醇相比，绿氨的经济性和技术成熟度占优，但与二氧化碳耦合度相对甲醇较弱。
在作为储氢载体方面，氨具有储氢能量密度大、安全性高的优势，日本等多国正大力发展，氨有望发展成为重要的储、运氢载体之一。
氨还可作为燃料应用，伍德麦肯兹此前发布预测，混氨燃烧发电技术的市场规模到2050年高达千亿美元。虽然发电过程使用混氨燃烧技术或低碳氢能技术路线的成本可能较高，但吸引力越来越明显：包括优化电厂运营、保持电网弹性、降低发电过程的碳排放强度。
由合肥综合性国家科学中心能源研究院与皖能集团合作研制的国内首创的8.3MW纯氨燃烧器在火电机组上一次性点火成功，意味着在煤电机组锅炉通过掺氨燃烧实现降碳目标在技术上是可行的，标志着氨能综合利用发电示范项目取得了关键性进展，项目主要目标是通过逐步提高掺氨燃烧比例，达到有效降低火电厂二氧化碳排放和能耗总量的目标。这将成为氨另一个重要应用场景和市场。
氢冶炼
氢气可以作为炼钢还原剂。其作为炼钢还原剂未来一旦得到广泛应用，可减少炼钢碳排放量50%以上，是钢铁产业脱碳的最重要路径之一。市场规模同样在千亿美元以上。2021年全国钢铁产量10.3亿吨，一吨钢需要氢气89kg（日本钢铁协会估算），假设全部应用氢气还原，则需用氢量高达9194万吨。一旦氢冶金技术成熟、市场打开之后，将为绿氢应用带来巨大增量。
虽然目前氢冶炼技术成熟度尚处在早期阶段，但国外氢基竖炉炼钢技术已经开始应用，蒂森克虏伯等一些大规模项目逐渐落地。宝武钢铁湛江百万吨级示范项目2月已正式开工建设，预计未来5~10年将得到全面推广。
绿氢+CCUS制甲烷
绿氢合成甲烷市场空间理论上相对甲醇和氨更大。2021年全国天然气消费量3726亿方（4.8亿吨）；而技术方面， 二氧化碳加氢合成甲烷（加工LNG/CNG）是可行的技术路线。该项目对于天然气保供、降低二氧化碳排放具有积极意义。
整体上，从工业庞大而紧迫的脱碳需求来看，未来完成大比例绿氢替代的趋势是明确的。如若从下游制绿氨、绿醇、甲烷、氢冶炼等重大场景需求来倒推氢能实际规模，绿氢的市场规模将会远大于目前行业的预测规模。氢能前途无量，而产业的发展关键驱动除了产业场景对绿氢耦合价值的理解，同时还取决于技术成熟度和成本经济性的提升，以及在政策上的实施支持。
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