可復(fù)制推廣的減碳示范案例——探訪全國最大光伏發(fā)電直接制綠氫項(xiàng)目

　　【高質(zhì)量發(fā)展調(diào)研行·走進(jìn)阿克蘇】

　　天山網(wǎng)-新疆日報(bào)記者 張婷

　　塔克拉瑪干沙漠北緣的庫車市以東，一座占地280畝的綠氫工廠拔地而起。20多公里外，天山腳下，戈壁灘上，55萬塊光伏板如銀色海洋般鋪展開來，它們捕捉著每一縷陽光，將其轉(zhuǎn)化為清潔的電能，源源不斷向這座綠氫工廠輸電，隨后將進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氫能。

　　這座被稱為“綠氫工廠”的建筑，是由中國石化新星新疆綠氫新能源有限公司投資建設(shè)的我國規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項(xiàng)目。2023年8月，隨著中石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目全面建成投產(chǎn)，標(biāo)志著我國綠氫萬噸級規(guī)?；I(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破。在成為當(dāng)?shù)匦碌貥?biāo)的同時(shí)，該項(xiàng)目將國內(nèi)綠氫規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用水平推上新高度。

　　截至7月28日，該項(xiàng)目自順利產(chǎn)氫以來已安全平穩(wěn)運(yùn)行394天，突破性解決了新能源波動電力場景下柔性制氫并向下游煉化企業(yè)連續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)難題，開創(chuàng)了我國化工領(lǐng)域深度脫碳新發(fā)展路徑。

　　萬噸氫生產(chǎn)全程沒有碳排放

　　7月29日，記者跟隨2024自治區(qū)高質(zhì)量發(fā)展調(diào)研行主題采訪團(tuán)來到中石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目綠氫工廠，項(xiàng)目中心控制室的大屏上，顯示著綠氫示范項(xiàng)目流程圖。

　　“所謂綠氫，是指利用可再生能源通過電解水的方式生產(chǎn)的氫氣。項(xiàng)目的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈貫通光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運(yùn)、綠氫煉化生產(chǎn)流程。首先由300兆瓦光伏發(fā)電，把電從光伏廠送到制氫廠，制氫廠降壓以后，輸送到電解槽生產(chǎn)車間，通過電解槽堿性電解水進(jìn)行電解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，氫氣進(jìn)一步純化后，可滿足下游企業(yè)使用條件，全程沒有產(chǎn)生任何碳排放?！敝惺滦切陆G氫新能源公司總經(jīng)理毛炎云通過大屏幕演示的畫面介紹。

　　庫車有長時(shí)間的日照、豐富的天山水資源以及大量的戈壁荒灘和沙地，當(dāng)?shù)乩霉夥l(fā)電制氫的條件優(yōu)越。毛炎云說，白天光伏發(fā)電時(shí)，項(xiàng)目制氫設(shè)備大負(fù)荷生產(chǎn)，通過6公里輸氫管廊輸送到用戶端，還有一部分儲存到儲氫罐當(dāng)中，在夜間光伏不發(fā)電時(shí)可以調(diào)用儲罐里的氫，形成上游光伏發(fā)電，中游制氫到下游用氫的完整綠氫煉化產(chǎn)業(yè)鏈。

　　整個(gè)生產(chǎn)鏈條上，這些綠氫會被送往中石化塔河煉化有限責(zé)任公司，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，作為原料進(jìn)行加氫反應(yīng)，最終進(jìn)入油品中，實(shí)現(xiàn)煉油產(chǎn)品綠色化。對煉化企業(yè)大規(guī)模利用綠氫實(shí)現(xiàn)碳減排具有重大示范效應(yīng)。

　　目前，該項(xiàng)目每年制造綠氫2萬噸，減碳48.5萬噸，相當(dāng)于每年植樹約28萬棵。

　　減碳項(xiàng)目解決多個(gè)技術(shù)難題

　　“作為全國最大規(guī)模的光伏發(fā)電直接制綠氫項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)中面臨著工藝技術(shù)新、規(guī)模大、無成熟工程案例可借鑒等難點(diǎn)?！泵自普f。

　　如何拓寬電解槽運(yùn)行負(fù)荷波動范圍，是電解水制氫行業(yè)面臨的共性難題。

　　為解決這一難題，技術(shù)人員自主研發(fā)了一套適合大規(guī)模綠氫生產(chǎn)的先進(jìn)智能控制系統(tǒng)，充分利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將新能源發(fā)電、電控設(shè)備與制氫設(shè)備同步響應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)了“荷隨源動”的智慧生產(chǎn)模式，以一體化智能控制等方式有效解決了新能源波動電力場景下穩(wěn)定供氫難題。

　　今年3月，該項(xiàng)目入選工業(yè)和信息化部2023年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目。

　　“我們這套控制系統(tǒng)會根據(jù)排產(chǎn)情況智能化選擇運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)最低的制氫成本。光伏電站每個(gè)時(shí)段的發(fā)電能力都不一樣，先進(jìn)智能控制系統(tǒng)引入了很多大數(shù)據(jù)算法分析，使電控設(shè)備和制氫設(shè)備實(shí)現(xiàn)同步響應(yīng)匹配，提高制氫對波動的適應(yīng)性，達(dá)到最優(yōu)化運(yùn)行。”中石化集團(tuán)新星石油有限責(zé)任公司氫能項(xiàng)目管理專家方虎說。

　　據(jù)了解，該項(xiàng)目所用的光伏組件、電解水制氫“心臟”電解槽、電解質(zhì)制備、閉式冷卻塔、儲氫罐等重大設(shè)備及核心材料全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，促進(jìn)了我國氫能裝備和氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　方虎介紹，在運(yùn)行過程中，企業(yè)不斷改進(jìn)技術(shù)，取得一些突破性進(jìn)展，先后完成了萬噸級電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)、綠氫產(chǎn)儲輸工藝技術(shù)、智能控制系統(tǒng)研發(fā)等創(chuàng)新成果，均實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用，項(xiàng)目已申報(bào)專利及專有技術(shù)10余項(xiàng)。

　　氫能應(yīng)用場景不斷拓寬

　　在“雙碳”目標(biāo)的大背景下，減碳已是一道必答題。

　　隨著中石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目順利產(chǎn)氫，產(chǎn)出的氫氣通過管道輸送到中石化塔河煉化，標(biāo)志著我國首次實(shí)現(xiàn)萬噸級綠氫煉化項(xiàng)目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通。這對煉化企業(yè)大規(guī)模利用綠氫實(shí)現(xiàn)碳減排具有重要示范效應(yīng)，為國內(nèi)可再生能源制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的示范案例。

　　“萬噸級的光伏制氫把綠氫與傳統(tǒng)煉油工藝相耦合，替代了塔河煉化原有的兩套天然氣制氫工藝，每年大約可減少天然氣使用量約1億立方米，這是綠色煉油的一個(gè)探索。”方虎說。

　　隨著項(xiàng)目的深入實(shí)施，中石化新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目正逐步構(gòu)建起一個(gè)完整的綠色能源產(chǎn)業(yè)鏈，帶動光伏、儲能等相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。據(jù)了解，燃料電池、電解水制氫設(shè)備等生產(chǎn)企業(yè)均被盤活。

　　“以電解槽為例，在該項(xiàng)目啟動前，國內(nèi)的1000Nm3/h電解槽年產(chǎn)量為30—40臺，但庫車綠氫示范項(xiàng)目就需要52臺，促進(jìn)了國內(nèi)電解槽產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)。”毛炎云說，電解槽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能帶動風(fēng)光制氫項(xiàng)目快速發(fā)展，通過拓展下游市場，打造更多氫能應(yīng)用場景，對國家能源轉(zhuǎn)型有良好促進(jìn)作用。

　　“當(dāng)前，在阿克蘇地委、行署以及庫車市委市政府幫助下，我們正在開展氫能交通場景全產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)工作，將一部分運(yùn)煤重卡換成氫能汽車。同時(shí)嘗試在儲能、工業(yè)、民用等領(lǐng)域逐步擴(kuò)展綠氫應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈延鏈擴(kuò)鏈?！泵自普f。