目前氢气主要用在炼油工 艺中的催化裂化和热裂化过程中,通过将石油中的不饱和烃和硫、氮等杂质和氢气进行 化学反应,降低有害杂质和温室气体排放。
2022 年全球炼油用氢 4100 万吨,增长主要来自北美和中东地区(约 3/4),其中 低碳氢占比不到 1%。2022 年全球炼油用氢 4100 万吨,超过 2018 年的历史最高值(约 4000 万吨),增长主要来自北美和中东地区,合计占 2022 年全球炼油用氢增量的 3/4 (超 100 万吨),中国因疫情因素 2022 年炼油用氢量下降约 50 万吨。目前大多数炼油 用氢仍然主要为灰氢,2022 年低碳氢用量仅约 25 万吨,占比不到 1%,主要由于 2021 年和 2022 年分别只有 50kW 和 2.4MW 的小型电解槽示范项目部署,炼油用绿氢量几乎 为零,而炼油用蓝氢几乎都来自加拿大和美国的四个精炼厂的 CCUS 设备。2022 年全 球炼油用氢产生约 2.4-3.8 亿吨 CO2(2021 年产生超 2 亿吨 CO2)。

美国、中国和欧洲为最大的炼油用氢市场,约占全球炼油用氢市场的一半。分供氢 方式来看,炼油用氢主要来自 1)重整副产氢、2)自制氢以及 3)商业化供氢。1)重 整副产氢:主要来自石脑油催化重整过程,在一定温度、压力、临氢和催化剂存在的条 件下,使石脑油转变为富含芳烃的重整生成油,并且副产氢气;平均约占炼油用氢量的 约 1/3。2)自制氢:包括蒸汽甲烷重组制氢和其他的重组方式,约占全球炼油用氢量的 约 40%。3)商业化供氢:约占全球炼油用氢量的约 25%,主要在已有输氢管道地区通 过 天 然 气 制 氢 提 供 , 如 美 国 大 湾 区 ( Gulf Coast ) 和 欧 洲 ARA (Amsterdam-Rotterdam-Antwerp)三港区域。
催化重整是石油加工过程中重要的二次加工手段,在加热、加压和催化剂存在的条 件下,将原油蒸馏所得的轻汽油馏分转变成富含芳烃的高辛烷值汽油,或者苯、甲苯以 及二甲苯等化工原料,副产物为大量氢气。
中石化新疆库车绿氢示范项目
为我国首个万吨级绿氢炼化项目,主要包括光伏发电、电解水制氢、氢气储输、公 用工程等生产设施,制氢规模达 2 万吨/年,储氢能力 21 万标准立方米,输氢能力 2.8 万标准立方米/小时。2023 年 6 月 30 日该项目顺利产出高纯度氢气,随着塔河炼化生产 装臵完成扩能改造,绿氢输送量将逐渐增加,预计到 2025Q4 输氢量将达到 2 万吨/年。
欧洲 REFHYNE 2 项目
欧洲 REFHYNE 2 项目由欧洲气候、基础设施和环境执行机构(CINEA)提供资金, 将在德国的能源和化工园区运营欧洲最大的绿氢 PEM 电解槽,电解槽规模将从 10MW 扩展到 100MW,计划制氢规模达 1.5 万吨/年。参与方包括壳牌、英国质子交换膜电解 槽生产商 ITM Power、研究组织挪威总部研究小组 SINTEF 以及咨询公司 Sphera 和 Element 能源。
壳牌 Holland Hydrogen 1 项目
2022 年 7 月,壳牌就 Holland Hydrogen 1 项目做出最终投资决策(FID),项目规 划在鹿特丹港建设 200MW 电解槽,计划于 2025 年建成。项目制氢规模 60 吨/天,生 产氢气通过管道输送到 40 公里外的壳牌旗下的炼油厂用于原油脱硫,部分也可用于氢 能源卡车。
丹麦 HySynergy 项目
HySynergy 项目为欧盟的绿氢旗舰项目,由丹麦的 Everfuel 主导运营,获得丹麦能 源局的 650 万欧元的资助。项目将分三阶段开发,1)第一阶段:20MW 电解槽,预计 在 2023 年投入使用;2)第二阶段:分为三个 100MW 子阶段,预计在 2025 年部署规 模 300MW;3)第三阶段:计划到 2030 年部署电解槽规模达到 1GW。
NZE情景下到 2030年全球炼油用氢量或低于 3500万吨,且低碳氢来源占比超 15% (其中绿氢:蓝氢=2:1),目前已宣布项目产氢量仅占 NZE 情景要求的约 25%。双 碳意味着对原油产品需求的下降,因此 NZE 情景下到 2030 年全球炼油行业的氢气需求 量可能低于 3500 万吨,并且低碳氢来源占比需要超过 15%。从低碳氢来源来看,NZE 情景下炼油用低碳氢的 2/3 来自电解槽生产的绿氢,1/3 来自 CCUS 技术实现的蓝氢。 目前全球宣布的绿氢项目尚不到 NZE 情景要求的 10%,而蓝氢项目约占 NZE 情景要求 的约 3/4,合计仅占 NZE 情景要求的约 25%。2022 年新宣布炼油用低碳氢项目主要集 中在欧洲、北美和中国地区。
