Политика и тенденции развития применения водорода в химической промышленности Китая 

Химическая промышленность, включая угольную химию, нефтепереработку, производство синтетического аммиака, метанола и стали, является одной из отраслей с наибольшим энергопотреблением и выбросами углекислого газа. Использование водорода (особенно «зеленого» водорода) в сочетании с другими технологиями является эффективным путем для глубокой декарбонизации крупной химической промышленности. С этой целью в последние два года государство приняло ряд мер, направленных на содействие применению водорода в химической промышленности, и особенно в 2024 году политические ориентиры стали еще более четкими:

I. Четыре крупных плана действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода, способствующие развитию высокоэнергоемких отраслей в сочетании с использованием «зеленого» водорода. 7 июня 2024 года Государственная комиссия по развитию и реформам совместно с пятью другими ведомствами обнародовала специальные планы действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода для четырех отраслей: металлургии, нефтепереработки, производства синтетического аммиака и цемента, определив ряд приоритетных задач. Ответственное лицо Государственного комитета по развитию и реформам заявило, что совместно с соответствующими ведомствами будет оказывать поддержку и содействие регионам, отраслям и предприятиям в надлежащем выполнении положений этих документов, активно реализовывать специальные меры по энергосбережению и сокращению выбросов углерода в отдельных секторах и отраслях, ускорять модернизацию с целью энергосбережения и сокращения выбросов углерода, а также обновление энергопотребляющего оборудования, что станет мощной опорой для активного и взвешенного продвижения к достижению пика выбросов углерода и углеродной нейтральности, а также для ускорения «зеленого» преобразования модели развития. Ниже приводится извлечение из текста планов действий, касающееся применения водорода:

Специальный план действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода в металлургической отрасли. Основная цель: к концу 2030 года добиться прорыва в области передовых технологий энергосбережения и сокращения выбросов углерода, таких как технология обогащения кислородом в доменных печах и водородная металлургия.

Приоритетные задачи: ускорить развитие новых моделей низкоуглеродной металлургии. Ускорить разработку технологий добычи железа без использования доменных печей, таких как прямое восстановление с использованием водорода и плавковое восстановление с использованием водорода, а также поощрять применение низкоуглеродных технологий в доменных печах с обогащенным водородом и углеродным циклом кислорода на базе существующих доменных печей. В новых проектах по производству стали, как правило, не допускается строительство дополнительных собственных угольных электростанций; следует поддерживать замену существующих собственных угольных электростанций на источники чистой энергии. Следует поддерживать строительство промышленных «зеленых» микросетей на металлургических предприятиях, имеющих для этого необходимые условия, а также ускорять комплексное освоение и использование ветровой, солнечной, биомассовой и геотермальной энергии, высокоэффективных тепловых насосов, новых технологий накопления энергии, водорода и отходов тепловой энергии. Необходимо ускорить внедрение технологий производства водорода из коксового газа с когенерацией сжиженного природного газа.

Ускорить технологические инновации. Усовершенствовать политику страхования первых партий важнейшего технологического оборудования и приоритетных новых материалов, поддерживать предприятия в увеличении инвестиций в исследования и разработки в области интеллектуальных технологий, водородной металлургии, экологически чистых технологий и оборудования для короткоцикловой электрометаллургии, а также содействовать применению экологически чистых и низкоуглеродных технологий, оборудования и материалов в металлургической отрасли, отвечающих установленным требованиям.

Специальный план действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода в нефтеперерабатывающей отрасли

Основная цель: к 2030 году

К концу года эффективность использования энергетических ресурсов в нефтеперерабатывающей отрасли достигла передового международного уровня, доля потребления «зеленой» электроэнергии и «зеленого» водорода в производственных процессах заметно возросла, а в нефтеперерабатывающей отрасли были достигнуты значительные успехи в области экологичного и низкоуглеродного развития.

Приоритетные задачи: (1) Содействовать повышению энергоэффективности и производительности производственных систем. Оптимизировать процессы нефтепереработки, способствовать интеграции теплообменных сетей в ключевых технологических процессах нефтепереработки, таких как первичная дистилляция, каталитический крекинг, риформинг, коксование и гидрирование. Внедрить точечное управление потреблением водорода, оптимизировать установки по подаче водорода, улучшить управление установками гидрирования и обеспечить интеграцию процессов гидрирования с рекуперацией легких углеводородов из водорода, повысив эффективность использования водорода и уровень его рационального распределения; (2) Ускорить обновление энергопотребляющего оборудования и внедрение энергосберегающих технологий. Популяризировать энергосберегающие технологии для систем вакуумирования верхней части колонн в установках первичной перегонки, технологии снижения образования кокса в установках каталитического крекинга, технологии жидкофазного гидрирования авиационного топлива, микроканальные технологии и технологии высокоэффективной сепарации; (3) Осуществлять замену на чистые низкоуглеродные источники энергии. Активно продвигать реорганизацию технологических процессов нефтепереработки и создание системы интеграции с новыми источниками энергии, планомерно увеличивая долю использования «зеленого» водорода; (4) Ускорить внедрение цифровых технологий. Создать цифровую платформу управления энергетическими ресурсами, охватывающую электроэнергию, пар, водород, топливный газ и циркулирующую воду.

Основная цель: к концу 2030 года значительно увеличить долю потребления «зеленой» электроэнергии и «зеленого» водорода в производственных процессах, а также добиться заметных результатов в области экологичного и низкоуглеродного развития отрасли синтеза аммиака.

Приоритетные задачи: внедрение низкоуглеродных альтернативных сырьевых материалов и топлива. Содействие замене водорода, получаемого из угля, на водород, получаемый из возобновляемых источников энергии, и увеличение доли использования «зеленого» водорода.

Специальный план действий по энергосбережению и сокращению выбросов углерода в цементной отрасли. Ускорение технологических инноваций. Активизация научно-исследовательских работ в области технологий обжига цементного клинкер с использованием водорода и электроэнергии, а также новых технологий циркуляционного суспензионного обжига цементного клинкер.

19 июня 2024 года Государственная комиссия по развитию и реформам опубликовала «Правила использования природного газа», и ответственный сотрудник Государственного управления по энергетике дал ответы на соответствующие вопросы: В настоящее время в различных сферах использования природного газа происходят значительные изменения: в сфере городского газоснабжения огромный спрос на газ вызван программами «чистого отопления» на севере страны и переходом сельских районов с угля на газ; в сфере транспорта, особенно в сегменте легковых автомобилей, природный газ сталкивается с конкуренцией со стороны электромобилей и водородного топлива; колебания в производстве электроэнергии из возобновляемых источников предъявляют новые требования к гибким источникам энергии, таким как газовые электростанции; а развитие новых отраслей, таких как водородная энергетика, также влияет на формы использования и направления развития природного газа. С учётом вышеизложенного соответствующие ведомства внесли изменения в «Политику использования природного газа» и переименовали её в «Правила использования природного газа».

Приоритетные категории использования природного газа — это направления использования природного газа, которые способствуют обеспечению энергетической безопасности страны и достижению целей по сокращению выбросов углерода и достижению нулевого уровня выбросов, содействуют модернизации промышленной структуры, обеспечивают нужды населения, повышают уровень жизни людей, а также приносят значительную экономическую и социальную выгоду. К ним относятся: проекты комплексного энергоснабжения с использованием нефти, газа, электроэнергии и водорода, а также демонстрационные проекты по добавке водорода в конечный природный газ и другие передовые способы безопасного и эффективного использования природного газа.

Напротив, к категории ограниченных видов использования природного газа относятся проекты, которые не способствуют экономии ресурсов и энергии, трансформации и модернизации промышленной структуры, не обладают коммерческими преимуществами и связаны с дублированием производственных мощностей на низком уровне; строительство таких проектов должно быть прекращено (а уже построенные мощности не должны расширяться). К категории ограничений относятся: установки по производству метанола из природного газа и последующих продуктов переработки метанола, а также проекты по производству метанола с использованием природного газа вместо угля; проекты по производству синтетического аммиака и азотных удобрений из природного газа, а также проекты по переходу заводов по производству синтетического аммиака с угля на газ; новые проекты по производству водорода из природного газа, за исключением случаев, указанных в пункте (6) статьи 9.

Статья 9 устанавливает, что проекты по использованию природного газа, не входящие в категории «приоритетные», «ограниченные» и «запрещенные» в соответствии с настоящими Правилами, но соответствующие требованиям соответствующих законов, нормативных актов и политики страны, относятся к категории «разрешенных» и могут постепенно развиваться субъектами хозяйственной деятельности при условии обеспечения источников газа и экономической устойчивости. Пункт (6) касается проектов по производству водорода из природного газа, предназначенных для обеспечения потребностей установок гидрогенизации на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях, а также для нужд холодной прокатки на металлургических предприятиях.

29 февраля Министерство промышленности и информатизации совместно с Национальной комиссией по развитию и реформам, Министерством финансов и еще шестью ведомствами опубликовало «Руководящие принципы по ускорению экологически ориентированного развития обрабатывающей промышленности», в которых предлагается,

Прогнозировать и планировать развитие перспективных отраслей в сфере экологически чистой и низкоуглеродной экономики. Сосредоточиться на потребностях энергетической революции и промышленной трансформации в рамках целей «двойного углерода» и планировать развитие таких отраслей будущего, как водородная энергетика, накопление энергии, биопроизводство, улавливание, использование и хранение углерода (CCUS). С учетом спроса на водород в таких отраслях, как нефтехимия, металлургия, транспорт, накопление энергии и электроэнергетика, создать систему технологического оборудования для всей цепочки производства, хранения, транспортировки и использования водорода, повысив экономическую эффективность водородных технологий и полноту производственной цепочки.

4 февраля 2024 года Министерство промышленности и информационных технологий опубликовало «Руководство по созданию системы стандартов в области достижения пиковых выбросов углерода и углеродной нейтральности в промышленности». В документе содержатся следующие положения, касающиеся водородной энергетики: в области замещения топлива основное внимание уделяется разработке технологий замещения биотоплива, водородной металлургии, замещению топлива водородом в печах и обогатительных печах, обжигу с использованием водорода в стеклоплавильных печах, обжигу с использованием водорода в цементных печах, газовых турбинах, работающих на водороде, и двигателях внутреннего сгорания на водороде.

В области оптимизации производственных процессов основное внимание уделяется разработке технологий водородной металлургии, доменного производства чугуна методом плавления-восстановления, кислородных доменных печей, сталеплавильных дуговых печей с укороченным циклом,

Технология непрерывной литья и прокатки, эффективное использование водорода, получаемого в качестве побочного продукта в нефтехимической и химической промышленности, прямой крекинг сырой нефти с получением этилена, технологии нефтепереработки с низким уровнем выбросов углерода, получение олефинов из синтез-газа в одностадийном процессе, стандарты на технологии и оборудование для непрерывной выдувки медно-свинцовой руды, прямого восстановления жидкого шлака с высоким содержанием свинца, высокоэффективных технологий охлаждения цементного клонкерного шлака, технологии производства флоат-стекла «одна печь — несколько линий», технологий сухого измельчения керамического сырья, технологий высокоэффективного гидрокрекинга (модификации) с низким энергопотреблением, а также низкозатратного производства водорода из возобновляемых источников энергии и т. д.

27 декабря 2023 года Государственная комиссия по развитию и реформам обновила и опубликовала «Справочник по реструктуризации промышленности (издание 2024 года)»: в раздел «Технологии и области применения, дополняющие производство электроэнергии» в сфере отраслей, поощряемых в сфере новых источников энергии, был добавлен пункт «Производство водорода путем электролиза воды и каталитический синтез зеленого метанола из углекислого газа», что открыло новые перспективы для практического внедрения и рыночного распространения водородной энергетики в Китае.

В августе 2023 года в документе «О содействии здоровому развитию современной угольной химической промышленности», опубликованном Государственным комитетом по развитию и реформам и пятью другими ведомствами, было указано, что необходимо содействовать развитию современной угольной химической промышленности в направлении высокотехнологичных, диверсифицированных и низкоуглеродных технологий, а также стимулировать инновационное развитие, основанное на интеграции современной угольной химической промышленности с возобновляемыми источниками энергии и «зелёным» водородом в регионах с благоприятными ресурсными условиями и прочной промышленной базой.

В марте 2022 года Государственная комиссия по развитию и реформам и Государственное управление по энергетике совместно опубликовали «Среднесрочный и долгосрочный план развития водородной энергетики (2021–2035 гг.)», в котором отмечается: расширение сферы применения чистого низкоуглеродного водорода в качестве альтернативы в химической промышленности; проведение научно-исследовательских работ и внедрение технологий водородной металлургии с использованием водорода в качестве восстановителя; изучение возможностей применения водорода в качестве высококачественного источника тепла в промышленном производстве; расширить масштабы использования водорода в промышленности в качестве альтернативы ископаемому топливу и активно содействовать переходу таких отраслей, как синтез аммиака, синтез метанола, нефтепереработка и нефтехимия, а также производство нефти и газа из угля, от высокоуглеродных технологических процессов к низкоуглеродным.