低碳氢能的需求与应用：炼油行业需求有望于2050年达到5,000万吨

伍德麦肯兹预计数据显示，到2050年，全球炼油行业的低碳氢能（绿氢或蓝氢）需求体量或达到5,000万吨/年。

炼油业是氢需求量巨大的行业之一。2020年氢需求量约为3,200万吨/年，占全球氢需求量的30%-35%。其中，消耗氢能的主要炼油工艺环节是加氢处理和加氢裂化，消耗氢达90%以上，这两个工艺分别用来减少成品油的硫成分和提高各类运输燃料的产量。

注：炼油燃料指某些氢气过剩的炼油厂用作炼油燃料供燃烧的氢气的估计消耗量。

炼油业所需氢能的65%以上来自催化重整装置和乙烯裂解装置的副产氢。这部分氢不可能被低碳氢取代。不足的部分依靠天然气的蒸汽甲烷重整制氢（灰氢）和煤制氢（棕氢）等站内制氢来供应，这两部分合计占炼油业所需氢量的32%左右。

低碳氢实现成本竞争力，再加上政策扶持，就有可能取代站内制氢作为原料。到2050年，此细分领域的低碳氢的全球潜在市场规模最高可达1,000万吨/年，全球炼油业的范围1排放和范围2排放的总碳排放量可以借此减少10%，约合每年1亿吨。

但是，氢取代化石燃料用于燃烧产热和产蒸汽，这才是真正的变革；由此，低碳氢将在炼油业取得更大市场，到2050年，其潜在市场规模将高达4,000万吨/年，减排量将高达25%左右（约合每年3亿吨）。因此，到2050年，炼油对低碳氢的总需求可达5,000万吨/年。

为了进一步脱碳，炼油厂必需考虑其他低碳技术，比如电供热技术、应用于主要碳排放装置的碳捕集和封存技术，以及生物质气化技术。炼油厂必须采用可再生能源电力，采用低碳原料和产品。

注：乙烯裂解装置的副产氢仅包括炼油厂配套采用的乙烯裂解装置的副产氢，站内煤制氢数据仅包括中国的数据。

从燃料及生产成本来看，制氢成本占炼油厂可变运营成本的10%至25%。天然气/液化天然气价格当前处于高位震荡，俄乌战火仍炽，在此形势下，绿氢比化石燃料制取的灰氢更便宜。因此，为了减少排放和促进能源安全，市场现在有机会扩大供氢来源的多元化。

从燃烧用途来看，低碳氢的热值更高，排放更低。尽管燃烧优势可以带来更大市场，但要在燃烧方面较站内制氢技术具备竞争力，低碳氢成本要大幅降低，或者碳价要大幅提高。21世纪30年代早期，假设大宗商品价格恢复到由长期基本面决定，届时，若要使低碳氢在炼油的燃烧方面具备竞争力，碳价需要大幅提高至100~150美元/吨。或者，绿氢要长期在燃烧方面较天然气和燃油具备竞争力，则成本必须降至1.50美元/千克以下。

除了降低低碳氢的成本之外，提高碳价，给予财政激励和加强政策扶持，才能加快低碳氢在炼油业的应用。各国应当发展适合自己的制氢技术路线，这有益于低碳氢在多个领域加大渗透。”此外，高碳价和相关排放处罚可以成为从化石燃料制氢转向低碳氢的主要推动力。

从成本和排放的角度来看，长远而论，绿氢在炼油业的应用潜力高于蓝氢。尽管如此，如果拥有低成本天然气资源和二氧化碳封存产能，这样的国家可以开辟蓝氢市场。蓝氢取代低碳氢是否经济可行，很大程度上取决于煤炭价格、天然气价格、碳价和可再生能源电价，这与每个炼油厂的场址和所在国家紧密相关。