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2.1 傳統(tǒng)高碳排放工業(yè)新增產(chǎn)能受控，氫基綠色化工將成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型重要突破口

推動(dòng)能耗雙控轉(zhuǎn)向碳排放雙控，高碳排放產(chǎn)業(yè)受控。我國(guó)逐步把碳排放總量納入考慮， 實(shí)施碳排放雙控可以有效避免能源總量控制的局限性，在控制化石能源消費(fèi)的同時(shí)鼓勵(lì) 可再生能源發(fā)展，并且給予地方政府更多的綠色空間。國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào) 整指導(dǎo)目錄（2023 年本）》由鼓勵(lì)、限制和淘汰三類(lèi)目錄組成，傳統(tǒng)方式制備的工業(yè)合 成氨、甲醇、煉化、冶金等被歸類(lèi)為限制或淘汰類(lèi)，其新增產(chǎn)能將會(huì)受到限制。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型背景下，傳統(tǒng)化工工業(yè)綠色升級(jí)改造受到積極引導(dǎo)。目前國(guó)內(nèi)化工工業(yè)行 業(yè)仍屬于以化石燃料為主要能源基礎(chǔ)和原料的高耗能高碳排放行業(yè)，新型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型 背景下，傳統(tǒng)高耗能、高碳排放的項(xiàng)目新增產(chǎn)能將受到擴(kuò)張限制?！陡吆哪苄袠I(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域 節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南（2022 年版）》，針對(duì)煉油、煤化工、合成氨等化工行業(yè)出臺(tái) 了具體的實(shí)施指南，提出引導(dǎo)工藝和技術(shù)綠色化水平的升級(jí)改造、相關(guān)前沿技術(shù)加強(qiáng)攻 關(guān)并加快淘汰不符合綠色低碳轉(zhuǎn)型要求的落后設(shè)備和技術(shù)，相關(guān)政策為以可再生氫為基 礎(chǔ)的清潔化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了發(fā)展基礎(chǔ)。

氫基綠色化工將成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要突破口，綠氫需求先后受替代滲透和新增項(xiàng)目帶動(dòng)。 氫氣在化工領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用為原料，隨著環(huán)保、準(zhǔn)入等政策的出臺(tái)和實(shí)施，傳統(tǒng)化工加 清潔能源配套項(xiàng)目受到積極推廣，氫基綠色化工將成為化工產(chǎn)業(yè)的重要轉(zhuǎn)型方向。綠氫 在化工行業(yè)驅(qū)動(dòng)力來(lái)自現(xiàn)有替代及新增需求兩部分，包括既有傳統(tǒng)工藝流程的綠氫替代 和新型化工生產(chǎn)的綠氫利用兩種模式。由于現(xiàn)代化工項(xiàng)目工藝復(fù)雜、投資大且周期長(zhǎng)， 綠氫作為原料在化工生產(chǎn)中的大規(guī)模利用需要進(jìn)行較多產(chǎn)線的升級(jí)改造，短期內(nèi)成本較 高且風(fēng)險(xiǎn)較大，因此短期內(nèi)綠氫將主要在既有傳統(tǒng)工藝流程中發(fā)揮對(duì)傳統(tǒng)化石能源制氫 的替代作用，并在條件相對(duì)成熟的少部分綠氫新型化工項(xiàng)目中逐步開(kāi)展試點(diǎn)應(yīng)用。新型 化工路徑采取的工藝技術(shù)不同于現(xiàn)有傳統(tǒng)生產(chǎn)路徑，已有項(xiàng)目進(jìn)行改造的難度大，因而 僅適用于新建項(xiàng)目。

合成氨、甲醇的生產(chǎn)在中國(guó)以煤化工為主要路徑，工廠大多采用煤氣化制氫的傳統(tǒng) 方式獲取氫氣。 石油煉化作為石油化工行業(yè)的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對(duì)氫氣的需求量大，大型煉化廠幾乎 均有場(chǎng)內(nèi)制氫設(shè)備，采取天然氣重整或煤氣化作為主要?dú)錃夤┙o方式。

2.2 合成氨產(chǎn)能有望迎來(lái)逐步恢復(fù)，綠氫合成氨將率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；痉稇?yīng)用

合成氨供需趨緊，產(chǎn)能有望迎來(lái)逐步恢復(fù)。過(guò)去國(guó)內(nèi)合成氨產(chǎn)能面臨嚴(yán)重過(guò)剩問(wèn)題，從 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，2017 年國(guó)內(nèi)合成氨產(chǎn)能超過(guò)同年合成氨表觀消費(fèi)量約 25.9%，十三五以來(lái)， 工信部要求合成氨行業(yè)淘汰高碳排放的落后工藝縮減產(chǎn)能，從 2016 年到 2022 年國(guó)內(nèi)合 成氨產(chǎn)能下降近 700 萬(wàn)噸/年（2016 年產(chǎn)能 7156 萬(wàn)噸）。受農(nóng)業(yè)需求拉動(dòng)，合成氨表觀消 費(fèi)量與產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，供需態(tài)勢(shì)縮緊。我國(guó)合成氨消費(fèi)中農(nóng)業(yè)消費(fèi)量（尿素等氮肥）占 到了總消費(fèi)量的約七成，2018 年起國(guó)內(nèi)開(kāi)始調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，農(nóng)作物播種面積上漲、氮肥 需求增加，根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2018 年至 2021 年氮肥產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率達(dá) 3.2%，合成 氨表觀消費(fèi)量跟隨上漲，年均增長(zhǎng) 8.6%。

合成氨制備過(guò)程需大量氫氣，傳統(tǒng)制備方式碳排放量高。氨是最基礎(chǔ)的化工原料之一， 在化工領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，作為工業(yè)上最基本、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的含氮原料，幾乎所有的含氮 化合物的最上游都源自于氨。氨可用于尿素等化肥農(nóng)業(yè)原料（氮肥）、以及硝酸等化工用 品生產(chǎn)，也可用作新型綠色燃料。工業(yè)上高溫高壓下氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨，傳統(tǒng)的合 成氨在生產(chǎn)氫氣原料的過(guò)程中采用的是煤或者天然氣制氫，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量碳排放。 根據(jù)中國(guó)氣體工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2020 年我國(guó)合成氨行業(yè)二氧化碳的總排放量 2.19 億噸，占 到了化工行業(yè)排放總量的 19.9%。

制氫環(huán)節(jié)是工業(yè)合成氨主要碳排放來(lái)源，電解水制氫可實(shí)現(xiàn)零碳排放。合成氨工業(yè)對(duì)氫 氣來(lái)源無(wú)特殊要求，可采用綠氫替代煤制氫與天然氣制氫，替代煤制氫后減碳超 2 億噸/ 年，實(shí)現(xiàn)除供熱環(huán)節(jié)外的零碳排放。傳統(tǒng)工業(yè)合成氨生產(chǎn)采用 Harber—Bosch 工藝，反 應(yīng)方程式為 3H2+N2→2NH3，其中的 N2來(lái)自空氣分離，工藝簡(jiǎn)單，氫氣來(lái)自煤制氫或天然氣 制氫，工藝較為復(fù)雜。煤制氫合成氨以及天然氣制氫合成氨都是“留氫去碳”，碳排放較 為嚴(yán)重，是合成氨工業(yè)主要的碳排放來(lái)源。 電解水制氫：反應(yīng)方程式為：2H2O→2H2+O2。根據(jù)電解水制氫方程式，生產(chǎn)氫氣不產(chǎn) 生碳排放。煤制氫：反應(yīng)方程式為：煤炭+02→CO+H2，CO+H2O→H2+CO2。煤制氫工廠平均每生產(chǎn) 1 噸氫氣碳排放約 25 噸，僅從原料消耗角度看，煤制氫路線的合成氨碳排放約為 4.2 噸/噸氨，依據(jù)我國(guó)約 6000 萬(wàn)噸/年的合成氨產(chǎn)量、70%為煤制氨計(jì)算，煤制氨碳排 放約 2 億噸/年。 天然氣制氫：反應(yīng)方程式為：CH4+02→CO2+2H2。根據(jù)天然氣制氫方程式，生產(chǎn) 1 噸氫 氣約排放二氧化碳 10 噸，僅從原料消耗角度看，天然氣制氫路線的合成氨碳排放約 為 2 噸/噸氨。

綠氨規(guī)劃已超 800 萬(wàn)噸，有望率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；痉?，將帶動(dòng)百萬(wàn)噸氫氣增量。根據(jù)當(dāng)前 綠氨各項(xiàng)目規(guī)劃統(tǒng)計(jì)，規(guī)劃量級(jí)已超 800 萬(wàn)噸，項(xiàng)目地點(diǎn)多集中于內(nèi)蒙古、河北、甘肅、 遼寧等地區(qū)，根據(jù)合成氨工藝流程，每噸合成氨需氫約 0.18 噸，800 萬(wàn)噸綠氨規(guī)劃對(duì)應(yīng) 約 144 萬(wàn)噸氫氣增量。

2.3 甲醇產(chǎn)能整合升級(jí)，綠色甲醇有望成為甲醇新增產(chǎn)能突破口

目前國(guó)內(nèi)甲醇產(chǎn)業(yè)整體供過(guò)于求且各區(qū)域差異大，原料結(jié)構(gòu)對(duì)煤炭的依賴(lài)度高，易受?chē)?guó) 外低成本甲醇的沖擊。未來(lái)預(yù)計(jì)甲醇下游消費(fèi)增長(zhǎng)將以 MTO/MTP（甲醇制烯烴）、甲醇燃 料等新興下游帶動(dòng)，政策引導(dǎo)下優(yōu)勝劣汰產(chǎn)能整合升級(jí)以提高競(jìng)爭(zhēng)力。

碳排放雙控下，綠色甲醇有望成為甲醇新增產(chǎn)能突破口?？紤]碳排放雙控下煤制甲醇新 項(xiàng)目難以獲批，采用綠氫制備的綠色甲醇將成為未來(lái)增加甲醇產(chǎn)能的突破口，相關(guān)項(xiàng)目 逐漸在西北、西南等地區(qū)開(kāi)展，例如“液態(tài)陽(yáng)光”等新型工藝示范項(xiàng)目。根據(jù)甲醇合成 工藝流程，每噸綠色甲醇需氫約 0.19 噸，450 萬(wàn)噸綠色甲醇規(guī)劃對(duì)應(yīng)約 86 萬(wàn)噸氫氣增 量。

船舶轉(zhuǎn)型綠色燃料技術(shù)路線，帶動(dòng)甲醇新增需求。國(guó)際海事組織(IMO)公布的數(shù)據(jù)顯示， 船舶行業(yè)每年的碳排放量約為 10.76 億噸，占全球二氧化碳排放總量的 2.89%，并呈繼續(xù) 增加的趨勢(shì)。近期，MEPC8 會(huì)議、歐盟 Fit for 55 等計(jì)劃加速推進(jìn)航運(yùn)領(lǐng)域脫碳進(jìn)程， 同時(shí)國(guó)際海運(yùn)溫室氣體年度排放總量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃出臺(tái)，規(guī)定 2030/2040 年較 2008 年至少降 低 20%/70%、力爭(zhēng)降低 30%/80%。脫碳目標(biāo)將推動(dòng)船舶向清潔能源轉(zhuǎn)型，即 LNG 動(dòng)力、甲 醇動(dòng)力、氨動(dòng)力、氫動(dòng)力等船舶在未來(lái)船舶新增的比例里將進(jìn)一步提升。甲醇作為其中 最受關(guān)注的可替代燃料之一，需求將受益于船舶綠色化轉(zhuǎn)型帶動(dòng)。

2.4 高端化、綠色化發(fā)展成為新趨勢(shì)，綠氫煉化將成為石化工業(yè)碳中和的關(guān)鍵

“十四五”期間，化工產(chǎn)品高端化、綠色化發(fā)展成為新趨勢(shì)。目前煉廠加氫裝置對(duì)氫氣 的需求主要靠重整氫，重整氫氣是煉廠最重要的廉價(jià)氫氣資源，重整的氫氣產(chǎn)率為進(jìn)料 2.5%—3.5%，每噸進(jìn)料可提供 300—500Nm3副產(chǎn)氫，但原油中 65—165℃餾分加上加氫裂 化裝置的石腦油，重整原料約占原油的 15%，因此重整副產(chǎn)氫最多只占原油產(chǎn)量的 0.5%， 而全廠用氫量一般占原油的 0.8%—1.4%。隨著加氫裝置的陸續(xù)建成，重整氫已不能滿足 對(duì)氫氣日益增大的需求。煉化新工藝的發(fā)展意味著工藝環(huán)節(jié)的精細(xì)化，對(duì)加氫的數(shù)量和 質(zhì)量提出了更高的要求。隨著大量煉化一體化園區(qū)的投產(chǎn)，預(yù)計(jì)在中短期內(nèi)，煉化會(huì)成 為氫氣大規(guī)模應(yīng)用的下游領(lǐng)域，根據(jù)中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)研究院的數(shù)據(jù)，目前每年全國(guó)大約有 6 億噸的原油加工量規(guī)模，對(duì)應(yīng)的氫氣需求量約為 900 萬(wàn)噸。

綠氫煉化的標(biāo)志性項(xiàng)目已投產(chǎn)：中石化 6 月 30 日新疆庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目順利產(chǎn)氫， 產(chǎn)出的氫氣通過(guò)管道輸送到中國(guó)石化塔河煉化，替代現(xiàn)有天然氣化石能源制氫。該 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了綠氫生產(chǎn)到利用全流程貫通，也標(biāo)志著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)萬(wàn)噸級(jí)綠氫煉化項(xiàng) 目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通。

石化工業(yè)減碳已成趨勢(shì)，綠氫煉化將成為石化工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必由之路。綠氫煉化已 列入《“十四五”全國(guó)清潔生產(chǎn)推行方案》中，文件明確提出石化化工行業(yè)實(shí)施綠氫煉化 降碳工程，煉廠綠氫滲透率將有望穩(wěn)步提升。受到上游原料供應(yīng)來(lái)源、工業(yè)基礎(chǔ)以及下 游消費(fèi)市場(chǎng)等因素影響，目前煉廠的區(qū)域布局以東部沿海地區(qū)為主。隨著“雙碳”和相 關(guān)行業(yè)政策的推進(jìn)，石化產(chǎn)品市場(chǎng)總需求雖然增長(zhǎng)顯著度不高，但未來(lái)大型煉化一體化 裝置的投產(chǎn)仍然將增長(zhǎng)部分產(chǎn)能，同時(shí)部分規(guī)模較小的獨(dú)立煉廠將面臨淘汰或兼并重組， 煉廠總產(chǎn)量預(yù)計(jì)與目前水平持平。盡管目前煉油廠采用綠氫的成本高于化石燃料制氫的成本，但隨著中國(guó)整體石化行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型和愈發(fā)明確的政策信號(hào)，考慮產(chǎn)能替換減碳、 重大項(xiàng)目落地和綠氫成本下降加速等因素，未來(lái)西南、西北、東北等地區(qū)煉廠綠氫滲透 率將穩(wěn)步提升。