La sinergia de hidrógeno eléctrico es una medida clave para construir un sistema químico de hidrógeno Verde.

El sector químico es el principal sector de emisiones de carbono de la producción nacional y uno de los más difíciles de descarbonizar. En china, las industrias químicas como el amoníaco sintético y el metanol sintético consumen hasta 20 millones de toneladas de hidrógeno al año, y casi todas sus materias primas aguas arriba provienen de fuentes de energía fósiles como el carbón y el gas natural. En el contexto del objetivo de "doble carbono", el sector químico se enfrenta a una enorme presión para reducir el carbono, y la promoción de la producción de hidrógeno de energía renovable en lugar de la producción de hidrógeno de energía fósil tradicional es una medida clave para acelerar la transformación con bajas emisiones de carbono del sector químico de china.

La energía de hidrógeno tiene el doble atributo de portador de energía y materia prima industrial, y la sinergia de electricidad e hidrógeno puede promover la integración de la generación de energía renovable y la industria química, creando así un sistema químico de hidrógeno verde basado en energías renovables. En marzo de 2022, la Comisión Nacional de desarrollo y reforma y la Administración Nacional de Energía emitieron el plan a mediano y largo plazo para el desarrollo de la industria del hidrógeno (2021 - 2035), señalando que "explorar la demostración de energía fósil alternativa para la producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables en las industrias de amoníaco sintético, metanol, refinación y química, carbón a petróleo y gas". En abril de 2022, el Ministerio de Industria y tecnología de la información, junto con seis ministerios y comisiones, emitió las opiniones orientadoras sobre la promoción del desarrollo de alta calidad de la industria petroquímica y química en el 14º plan quinquenal, proponiendo "alentar a las empresas petroquímicas a desarrollar el 'hidrógeno verde' de acuerdo con las condiciones locales, de manera racional y ordenada, y promover la demostración de integración industrial como la refinación y la química, la industria química del carbón y la 'electricidad verde' y el 'hidrógeno verde'". A nivel local, hasta ahora más de 20 provincias y más de 60 ciudades a nivel de prefectura en todo el país han formulado planes de desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno, y la capacidad total de producción de hidrógeno de energía renovable que se han publicado públicamente ha alcanzado los 4,29 millones de toneladas, de las cuales los proyectos de amoníaco sintético y metanol sintético se han convertido en los principales impulsores de la demanda de hidrógeno Verde. Según estadísticas incompletas, a finales de 2022, la capacidad de producción nacional prevista de proyectos de amoníaco Verde había alcanzado los 3,4 millones de toneladas, y la capacidad de producción de proyectos de alcohol Verde era cercana a los 4,5 millones de toneladas, con una demanda anual total de hidrógeno verde cercana a 1,2 millones de toneladas.

Sin embargo, la industria química del hidrógeno verde basada en la coordinación del hidrógeno eléctrico también tiene desafíos en los procesos de producción, la infraestructura y los mecanismos institucionales:

En primer lugar, las secciones de trabajo aguas arriba y aguas abajo no son continuas. La cadena química del hidrógeno verde es larga y el modo de funcionamiento es cambiante. el acoplamiento entre la generación de energía renovable volátil y los procesos químicos continuos aguas abajo debe sopesar la selección técnica y la asignación de capacidad de cada sección. En la actualidad, las unidades de producción de hidrógeno de agua electrolítica de membrana de intercambio alcalino y de protones tienen ciertas restricciones de fluctuación de carga, lo que dificulta garantizar un suministro continuo y estable de energía de hidrógeno a gran escala. En el lado del hidrógeno, desde el punto de vista de la seguridad operativa, la vida útil del equipo y la economía, es necesario garantizar el suministro continuo y estable de energía de hidrógeno en la industria química. Por ejemplo, el tiempo de diseño y operación de los proyectos de amoníaco sintético es generalmente de más de 7000 horas por año, lo que dificulta adaptarse a las características volátiles de producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables.

En segundo lugar, el espacio entre la oferta y la demanda no coincide. El problema del desajuste espacial entre los recursos de hidrógeno verde y la capacidad de producción química de China es prominente. las áreas ricas en energía renovable, como la energía eólica y fotovoltaica, se concentran principalmente en Mongolia interior, gansu, qinghai, xinjiang, sichuan, Yunnan y otros lugares en el oeste. el espacio local de consumo de hidrógeno verde es limitado y la capacidad de entrega es insuficiente. La capacidad de producción petroquímica se distribuye principalmente en las zonas costeras del Centro y este, y los recursos de hidrógeno Verde son relativamente limitados. Las energías renovables occidentales no solo se pueden transportar a las regiones central y oriental a través de nuevos gasoductos de hidrógeno o gasoductos renovados, sino que también se pueden transportar a terminales de carga en forma de electricidad verde utilizando canales de transmisión uhv, pero el modo de funcionamiento coordinado de la red de hidrógeno eléctrico aún no se ha estudiado.

En tercer lugar, el mecanismo institucional no coincide. En la actualidad, China aún no ha establecido una gestión completa de proyectos, despacho conectado a la red, política de precios de la electricidad y estándares de certificación verde para la cadena de la industria del hidrógeno verde, lo que trae dificultades para el desarrollo ordenado de la industria química del hidrógeno Verde.

El hidrógeno verde y la industria química tienen un gran potencial de desarrollo coordinado, por lo que es necesario llevar a cabo el diseño de alto nivel de la industria química del hidrógeno verde con un pensamiento sistemático. En el proceso de producción, debemos dar pleno juego a las características flexibles de almacenamiento y transferencia de hidrógeno verde y promover el consumo de nueva energía a gran escala y alta proporción. En el enlace de almacenamiento y transporte, se demuestra en profundidad la viabilidad del transporte a larga distancia de fuentes de energía renovables a gran escala a través de redes eléctricas de hidrógeno, se complementan las ventajas de la transmisión y el transporte de hidrógeno y se mejora la eficiencia del transporte a larga distancia de fuentes de energía renovables. En el enlace de consumo, debemos centrarnos en promover la aplicación a gran escala del hidrógeno verde en el campo químico y alentar la demostración piloto de la industria química del hidrógeno verde, como el amoníaco verde y el alcohol Verde. A nivel de política, se recomienda aumentar el apoyo a la industria del hidrógeno verde, centrándose en apoyar la innovación tecnológica y la transformación de los logros, estudiar e introducir subsidios de precios de la electricidad y políticas de reducción de impuestos para el hidrógeno verde, fortalecer la convergencia de políticas como el "doble control" del consumo de energía y el "doble control" de Las emisiones de carbono en la industria química, y explorar incentivos para que el consumo de hidrógeno verde se deduzca en las evaluaciones pertinentes. A nivel regulatorio, se recomienda fortalecer la investigación del sistema estándar que cubre la preparación, almacenamiento y transporte de energía de hidrógeno y la aplicación de la contabilidad de la huella de carbono de toda la cadena de suministro, estudiar y formular normas de certificación de la industria del hidrógeno verde, establecer y mejorar las leyes, reglamentos y sistemas regulatorios relacionados con el hidrógeno verde, participar activamente en la formulación de normas internacionales de hidrógeno verde y apoyar la inclusión de la reducción de emisiones de hidrógeno verde en las transacciones voluntarias del mercado de reducción de emisiones de carbono.

En la actualidad, China se encuentra en un período crítico de construcción de un nuevo sistema energético. la energía de hidrógeno y el nuevo sistema eléctrico son los elementos centrales del futuro sistema energético neutro en carbono. es necesario desempeñar el papel único de la energía de hidrógeno en la construcción de un nuevo sistema energético, aprovechar al máximo el doble valor de la Energía verde con bajas emisiones de carbono y las materias primas, integrar orgánicamente el hidrógeno verde con la industria química a través de la sinergia de hidrógeno eléctrico, promover la sustitución integral de la energía renovable por la energía fósil y ayudar a lograr el objetivo de "doble carbono".