工业、交通、建筑等领域是能源消费的终端用户。一方面，终端能源消费领域的用能结构和用能方式要适应现有能源供应体系；另一方面，这些领域的低碳化转型也对新型能源体系建设提出了具体要求。我国首部能源法将于2025年1月1日起施行，提出要提高终端能源消费清洁化、低碳化、高效化、智能化水平，明确了终端能源消费转型的总体方向。国家能源局多次提出，要推动终端能源消费转型由电能替代为主向电、氢、氨等多元清洁能源替代转变，指明了终端能源消费转型的具体路径。
电能替代是应对大气污染防治的重要手段。多年来，我国开展电能替代有效推动了用能方式转型升级。在工业领域，积极推进建材行业电窑炉应用，在冶炼行业推广冶金电炉，在轻工行业推进蓄热式与直热式工业电锅炉应用，实现以电代煤。在交通领域，通过推广电动汽车、轨道交通、港口岸电、机场桥载设备等方式实现对汽油、柴油消费替代。建筑行业是散煤利用的重点领域，在燃气（热力）管网覆盖范围以外的采暖区域，推广热泵、蓄热式电锅炉、分散电采暖等技术。截至2023年底，全社会终端用能电气化率达28％，较2014年提升约7个百分点。由于风能、太阳能需要通过发电的方式才能被有效利用，因而继续提升终端用能领域电气化水平是促进清洁能源发展、建设新型能源体系的重要措施。
尽管电力转化可在许多环节实现对传统用能方式的替代，但从技术经济性、大规模利用适用性等方面考虑，仍存在一些用能场景实施电能替代难度较大的问题。例如，炼钢主要靠焦炭作为还原剂，电炉钢只能用于短流程的工艺路线，冶金领域电气化比例整体较低。石油化工、煤化工等高耗能产业主要以化石能源为原料，目的是利用其中的碳和氢元素，电力自身无法实现这个功能。航运领域需要用柴油作为动力实现远洋运输，使用电池动力的船舶只能用于内河轻载运输，航空领域也依赖煤油作为燃料来源，在当前技术条件下这些交通运输方式都难以用电力作为动力。这些对化石能源依赖程度较深的行业，恰恰也是用能强度高、低碳化发展需求大的领域。
因此，未来要实现碳达峰碳中和目标，必须创新利用方式，推动这些重点用能部门低碳化转型，向电、氢、氨等多元清洁能源替代转变。氢能作为二次能源，是理想的清洁能源，可从煤炭、天然气等化石能源中制取，也可利用电解水制取，其利用过程无污染、无碳排放。
氢能用途非常广泛，可用于发电、供热，也可用于工业原料，在难以直接通过电气化实现降碳的领域可发挥重要替代作用。在冶金领域，焦炭带来的碳排放占工艺流程总排放70％左右，使用氢作为还原剂可使冶金行业减少焦炭消费，实现源头降碳。在石化领域，以绿氢为原料制备的绿氨和绿色甲醇可作为基础化工原料，实现传统石化领域的绿能替代。在交通领域，氢燃料电池车可在公路运输的固定路线、中长途干线和高载重场景应用中替代柴油重卡。水运方面，长途重载航运的低碳燃料只能用绿氨、绿醇等易于储运的含氢载体，国际海事组织提出到2030年“零／近零”温室气体排放技术或燃料／能源使用占比至少达到5％的目标，按目前国际海运年耗燃料超2亿吨计算，预计绿氨、绿醇需求量约2000万吨／年。航空方面，我国航空煤油年消费量约3700万吨，通过绿氢合成可持续航空燃料是未来该领域脱碳的重要途径。当前，我国多地开展了以绿色电力为源头的绿氢及氢基燃料示范项目，但总体来看，现阶段绿氢及氢基产品还面临成本较高、商业化应用场景有限的瓶颈，需加快探索推动电、氢、氨等多元清洁能源协同发展。一是统筹优化布局。围绕清洁能源基地布局绿氢产业链，因地制宜推动内蒙古、新疆、甘肃等风光基地建设可再生能源制绿氢及氢基衍生品示范项目，实现清洁能源与绿氢产业布局的协同。同时，谋划好绿氢、绿氨等产品应用场景，实现绿氢布局与化工等对氢能有需求的产业协同发展。二是强化技术创新。突破电、氢、氨等“制储输用”全产业链关键核心技术，推动氢能先进技术、关键设备、重大产品示范应用和产业化发展，加强工业、交通等用能行业绿氢技术研发应用。提高可再生能源制氢转化效率，不断降低绿氢生产成本，推进高效制氢技术研发。三是推动模式创新。提升绿氢产品的经济性，加快绿氢自身技术创新，重视应用模式和应用场景创新。建议在工业园区、大型化工企业等周边地区开展新能源源网荷储一体化项目，推动绿色电力直接制氢并就地转化利用，实现制、输、用氢一体化，把西部地区风电、光伏发电的低成本优势转换为生产绿氢的成本优势。
（作者：高虎 国家发展和改革委员会能源研究所能源经济与发展战略中心主任、研究员）