新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目制氫廠,?！?中國(guó)石化供圖

庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，不僅首次貫通了光伏發(fā)電,、綠電輸送、綠電制氫,、氫氣儲(chǔ)存,、氫氣輸運(yùn)和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈，而且還形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù),，將為綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復(fù)制,、可推廣的示范案例。

8月30日,，中國(guó)石化宣布,，我國(guó)規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項(xiàng)目——新疆庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目全面建成投產(chǎn)，這標(biāo)志著我國(guó)綠氫規(guī)?；I(yè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)零的突破,，也被業(yè)界認(rèn)為是我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑。

中國(guó)石化新星新疆綠氫新能源有限公司總經(jīng)理范林松表示,，該項(xiàng)目所用的光伏組件,、電解槽、儲(chǔ)氫罐,、輸氫管線等重大設(shè)備及核心材料全部實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化,，有效促進(jìn)了我國(guó)氫能裝備和氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

9700多畝土地上安裝50多萬塊光伏板

氫能被稱為“21世紀(jì)的終極能源”,。國(guó)際氫能源委員會(huì)發(fā)布的《氫能源未來發(fā)展趨勢(shì)調(diào)研報(bào)告》稱,，2050年，全球氫能源需求將增至目前的10倍,，產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元,。

另?yè)?jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，至2025年,，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬億元,。2050年，氫能在我國(guó)終端能源體系中占比將超10%,，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達(dá)12萬億元,。

那么何謂綠氫？根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《低碳?xì)?、清潔氫與可再生氫的標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)》,，氫氣一般分為低碳?xì)洹⑶鍧崥渑c可再生氫,，俗稱灰氫,、藍(lán)氫和綠氫,。

灰氫指的是通過化石燃料（石油、天然氣和煤）制取的氫,，在制取過程中碳排放強(qiáng)度相對(duì)較大,；藍(lán)氫指的是利用化石燃料制取的氫，同時(shí)配合碳捕捉和碳封存技術(shù),，碳排放強(qiáng)度相對(duì)較低,；綠氫指的是利用風(fēng)電、水電,、太陽(yáng)能,、核電等可再生能源，通過電解的方式制取的氫,，制氫過程完全沒有碳排放,。

國(guó)際投資銀行高盛集團(tuán)此前發(fā)布的報(bào)告認(rèn)為，綠氫已成為實(shí)現(xiàn)全球凈零排放的關(guān)鍵支柱,，有助于減少15%的全球溫室氣體排放,，是深度去碳化的最終解決方案。

由光伏電和風(fēng)電構(gòu)成的綠電,，是生產(chǎn)綠氫最理想的能量來源,。光伏發(fā)電直接制造綠氫，簡(jiǎn)單來說,，就是將光伏產(chǎn)生的綠電輸送到制氫廠,，通過電解槽等核心裝置，以電解水的形式產(chǎn)生氫氣,。由此產(chǎn)生的綠氫將被運(yùn)送到煉廠,、鋼鐵廠等應(yīng)用端，替代原有的灰氫和藍(lán)氫,。

占地9700多畝的庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目,，安裝了50多萬塊光伏板。當(dāng)太陽(yáng)光照射到光伏板表面時(shí),，受激發(fā)產(chǎn)生的游離電子會(huì)在內(nèi)部電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng),，于是形成了電流。

項(xiàng)目作業(yè)團(tuán)隊(duì)通過專業(yè)的輻照計(jì)算軟件測(cè)算光伏組件的最佳傾角,，確保組件全年接受的太陽(yáng)輻射最大化,，并選擇雙玻璃面板增加太陽(yáng)光利用率。這些光伏板年發(fā)電量近6億千瓦時(shí),，平均每天發(fā)電159萬千瓦時(shí),。

隨后，這些綠電將由23.7公里長(zhǎng)的輸電線路輸送至綠氫工廠,。在制氫車間的52臺(tái)電解槽中,，遠(yuǎn)道而來的綠電將配置好的堿液電解成氫氣和氧氣,。氫氣經(jīng)過提純后，將被送往10個(gè)巨大的球形儲(chǔ)罐,，并最終被送往中國(guó)石化塔河煉化公司,，用于替代過去煉油加工中一直使用的灰氫，實(shí)現(xiàn)煉油產(chǎn)品綠色化,。

重大設(shè)備及核心材料全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化

“這是綠氫煉化首次實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用,，對(duì)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)?！狈读炙杀硎尽?/p>

中國(guó)石化塔河煉化公司生產(chǎn)管理部副經(jīng)理劉子英則表示,，這是第一次把綠氫引入煉油企業(yè)來進(jìn)行加工,。“我們的兩套天然氣制氫系統(tǒng)最終會(huì)完全停用,，每年大概可以減少天然氣使用量2.4萬噸,，這是實(shí)現(xiàn)綠色煉油的一個(gè)探索?！?/p>

范林松表示,，作為我國(guó)首個(gè)規(guī)模化綠電制綠氫項(xiàng)目,，庫(kù)車綠氫示范項(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),。

中國(guó)石化通過聯(lián)合攻關(guān),、揭榜掛帥等形式，突破性地解決了新能源波動(dòng)電力場(chǎng)景下柔性制氫并連續(xù)穩(wěn)定向下游煉化企業(yè)供應(yīng)難題,。

舉例來說,，光伏等可再生能源發(fā)電量具有一定的波動(dòng)，如果遇上雨天導(dǎo)致發(fā)電量減少怎么辦,？中國(guó)石化通過自主開發(fā)綠電制氫配置優(yōu)化軟件,，將電控設(shè)備與制氫設(shè)備同步響應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)了“荷隨源動(dòng)”,，大幅提升了設(shè)備對(duì)波動(dòng)的適應(yīng)性,。該項(xiàng)目還形成了一套集合了預(yù)測(cè)光伏發(fā)電、電氫耦合自動(dòng)化控制等的創(chuàng)新性技術(shù),，可根據(jù)光伏發(fā)電情況預(yù)測(cè)產(chǎn)氫量和外輸量,，實(shí)現(xiàn)氫氣制、儲(chǔ),、輸?shù)淖詣?dòng)計(jì)算和控制,。

此外,，項(xiàng)目中形成的萬噸級(jí)電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)、綠氫儲(chǔ)運(yùn)工藝技術(shù),、晶閘管整流技術(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,。

值得一提的是,，范林松說，庫(kù)車綠氫項(xiàng)目所用的光伏組件,、電解槽,、儲(chǔ)氫罐、輸氫管線等重大設(shè)備及核心材料全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,，有效促進(jìn)了我國(guó)氫能裝備企業(yè)發(fā)展,。以電解槽為例，在該項(xiàng)目啟動(dòng)之前,，國(guó)內(nèi)的1000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)電解槽累計(jì)需求量不到30臺(tái),，而僅庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目就需要52臺(tái)，有力促進(jìn)了國(guó)內(nèi)電解槽產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn),。

未來10~15年是綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵階段

庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目的建成投產(chǎn)，不僅首次貫通了光伏發(fā)電,、綠電輸送,、綠電制氫、氫氣儲(chǔ)存,、氫氣輸運(yùn)和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈,，而且還形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)，將為綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復(fù)制,、可推廣的示范案例,。

除了庫(kù)車綠氫示范項(xiàng)目外，今年2月,，中國(guó)石化還啟動(dòng)建設(shè)了鄂爾多斯3萬噸/年綠氫項(xiàng)目,。該項(xiàng)目將通過風(fēng)光耦合所制綠氫就地供應(yīng)中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司生產(chǎn)高端綠色化工材料。

但總體而言,，范松林認(rèn)為,，綠氫工業(yè)還仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期階段，規(guī)?；I(yè)應(yīng)用主要面臨技術(shù),、成本、應(yīng)用場(chǎng)景不完善等問題。

當(dāng)前主流綠氫技術(shù)路線,，主要為堿性水電解制氫技術(shù)（AE）和質(zhì)子交換膜水電解制氫技術(shù)（PEM）,。業(yè)內(nèi)人士稱，我國(guó)AE制氫技術(shù)水平與國(guó)外相近,，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)備制造,、工藝集成能力。在PEM制氫技術(shù)方面,，我國(guó)尚處于研發(fā)走向工業(yè)化的前期階段,，電解槽的質(zhì)子交換膜和膜電極等核心技術(shù)和裝備目前主要依賴進(jìn)口。

其中,，電解水制氫系統(tǒng)在制氫站總成本中的占比約為80%,，且技術(shù)壁壘較高，因此電解槽的成本和技術(shù)的進(jìn)一步革新,，是綠氫產(chǎn)能更上一層樓的關(guān)鍵,。

業(yè)內(nèi)專家分析，未來10~15年將是綠氫產(chǎn)業(yè)從培育期走向商業(yè)化初期的關(guān)鍵階段,，綠電綠氫一體化生產(chǎn),、氫能基礎(chǔ)設(shè)施和氫基碳中和解決方案等將逐步走向成熟,；再用15年左右時(shí)間,，綠氫在主要應(yīng)用領(lǐng)域有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化部署,。