中国石化推进全产业链氢能技术应用，提供绿氢示范中国方案
2024-06-03 17:12
上海
澎湃新闻记者 郑问
氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。
今年《政府工作报告》提出“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”，这是氢能首次作为前沿新兴产业被写入《政府工作报告》。
2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，首次明确氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，确定可再生能源制氢是主要发展方向。
在风光水电资源丰富地区，开展可再生能源制氢示范，逐步扩大示范规模，开展氢储能在可再生能源消纳、电网调峰等应用场景的示范，探索培育“风光发电+氢储能”一体化应用新模式，是我国发展氢能产业中推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系。
近年来，中国石化积极推进全产业链氢能技术应用，在新疆库车建成我国首个万吨级光伏绿氢示范项目，在内蒙古鄂尔多斯启动建设3万吨/年绿氢项目、在乌兰察布推动10万吨/年绿氢项目，促进炼化业务化石能源替代；相继在燕山石化、广州石化等9家企业投用氢燃料电池供氢中心，为我国着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供了强劲支撑。
5月30日，由中央网信办网络社会工作局、国家能源局综合司联合主办的“高质量发展看能源”网评引导活动走进中国石化新疆库车绿氢示范项目，探访绿氢示范中国方案。
加氢站数量全球第一，打造7个氢走廊重点区域
我国氢能产业经历数十年成长，已进入转型关键期。新中国成立以来，氢能发展历经起步期和拓展期，产业规模实现飞跃发展，已成为全球最大氢气产销国。2020年，我国提出“双碳”目标后，氢能产业进入转型发展的新阶段。
2022年3月，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》中提到，从国内看，我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约3300万吨，其中，达到工业氢气质量标准的约1200万吨。可再生能源装机量全球第一，在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。国内氢能产业呈现积极发展态势，已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，在部分区域实现燃料电池汽车小规模示范应用。
根据中国石化报报道，2023年12月28日，中国石化经济技术研究院基于多年工作积累，研究编制了《中国氢能产业展望报告》，报告显示，到2060年我国氢能消费规模将接近8600万吨，产业规模4.6万亿元。预计到2060年，我国制氢用能结构和氢能消费结构将发生根本性变化，绿氢成为氢源主体，交通将和工业一道成为氢能消费的主要部门。
报道显示，2020年我国专门制氢几乎全来自化石能源，随着可再生能源制氢快速发展，2035年后非化石能源制氢用能规模将超过化石能源，2040年后我国低碳氢产量将超过灰氢产量。2060年制氢用能结构将变为化石能源占比不足一成，非化石能源占比九成。
报道显示，2040年后，低碳氢能将步入成熟，用氢规模大幅增加，2060年形成以道路交通用能为主、水路和航空用能多元发展态势，氢能占交通用能比重从2020年的0.1%增至27%。在商用车领域，氢车将发挥长距离、高载重优势，在重卡、城际物流和大巴等难电动化车型方面加速渗透。具体看，2020年，我国氢车保有量约1万辆，2035年将突破100万辆，2060年增至3000万辆。
2024年4月，两台氢能重卡从北京市大兴区青云店油氢合建站出发，53个小时后到达上海市青浦区青卫油氢合建站，全程约1500公里，跨越京津冀鲁苏沪6个省市，沿途在7座加氢站加氢补能。这是我国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。
根据报道显示，中国石化积极推动氢能交通发展，已建成氢燃料电池供氢中心11个、加氢站128座，基本覆盖了“3+2”氢燃料电池示范城市群，成为全球运营加氢站最多的企业。
从北部的内蒙古到南部的海南岛，从东部沿海的江浙沪地区到西部的川渝地区，均有中国石化加氢站服务客户的身影，中国石化加氢站的技术，也在不断革新。
2024年3月，中国石化对外公布，中国石化加氢站数量全球第一，氢气销量全国最大，连续三年增长率超过100%。中国石化组织相关产业链单位，以国家氢能交通大动脉为基础，发挥氢走廊的产业带动效能，着力打造成渝万、京津唐、沪嘉甬、济青、郑汴洛濮、呼包鄂乌、粤港澳大湾区7个氢走廊重点区域。其中成渝万、京津唐、沪嘉甬和济青4条氢能走廊已经打通，开始试运营；郑汴洛濮、呼包鄂乌、粤港澳大湾区3条氢走廊已有加氢站布局。
在氢能发展迅速的长三角地区，具备大重量、长距离运输能力的氢能重卡正在逐步投入市场使用。中国石化积极推动浙江石油、上海石油等销售企业布设加氢站点，成功建成国内首座采用微管道输氢的浙江嘉兴平湖滨海大道加氢站、国内首座同时满足35兆帕和70兆帕氢气加注需求的上海青卫油氢合建站。往返于上海金山和浙江宁波镇海间的氢能重卡续航半径延展至宁波地区，成功开启沪浙线化工产品零碳物流新模式，初步打通“环杭州湾”的沪嘉甬氢走廊。
聚焦氢能交通和绿氢炼化两大领域，提供氢能中国方案
5月30日，中国石化对外公布，新疆库车绿氢示范项目自2023年6月30日顺利产氢以来，截至5月30日，已安全平稳运行335天。项目满负荷生产后，每年可减少二氧化碳排放量约48.5万吨。2024年3月，该项目成功入选工业和信息化部发布的2023年工业互联网试点示范项目名单。
新疆库车绿氢示范项目位于新疆阿克苏地区，是中国石化重点绿氢示范工程，由中国石化新星公司负责实施。项目充分利用西部地区丰富的太阳能资源，采用光伏发电直接制氢，结合塔河炼化公司用氢需求，建设产、储、输、用氢一体化的绿氢炼化项目，项目电解水制氢能力2万吨/年。全球已投产的项目中，仅有新疆库车绿氢项目电解槽规模达到260MW。
中国石化按照“加氢引领、绿氢示范、双轮驱动、助力减排”的思路，聚焦氢能交通和绿氢炼化两大领域，大力发展氢能一体化业务，引领产业发展。绿氢炼化方面，中国石化依托炼化基地大力开展集中式风电、光伏开发，布局大型可再生能源发电—制氢—储氢—利用项目，鄂尔多斯3万吨/年绿氢项目建成后将实现绿电绿氢耦合煤化工绿色低碳发展，首套自主研发兆瓦级PEM电解水制氢装置在燕山石化投产，“西氢东送”管道纳入国家规划，牵头成立氢能产业链建设专家咨询委员会，建立了涵盖“制储运加用研”的氢能全产业链条，助力国内制氢装备产业快速发展和更新迭代。
5月30日，走进中国石化新疆库车绿氢示范项目光伏电站，这是位于库车市牙哈镇以北约10KM的天山脚下的光伏电站，占地面积9700亩，相当于900多个足球场的大小，是新疆库车绿氯示范项目的配套电站，主要为绿氢工厂运行提供清洁电力。该电站2023年8月30日全面建成并实现全容量并网，电站装机规模为300MW。
新疆库车绿氢示范项目光伏电站。
中国石化新星公司氢能项目管理专家方虎介绍，电站白天光伏大发电时，项目充分开通设备制氢，通过6公里输氢管廊输送到用户端——塔河炼化公司，还有一部分储存到储罐当中，在夜间光伏不发电时可以调用储罐里的氢，形成上游光伏发电，中游制氢到下游用氢的完整绿氢炼化产业链。
中国石化新疆库车绿氯示范项目标志着我国首次实现万吨级绿氢炼化项目全产业链贯通，对炼化企业大规模利用绿氢实现碳减排具有重要示范效应，为国内可再生能源制取绿氢产业发展提供了可复制、可推广的示范案例。
方虎介绍，库车绿氢项目投产后到现在为止，国产化电解槽设备产业链以一种爆发的形式在发展，据不完全统计，整个的电解槽生产厂家已经有200多家。
方虎介绍说，作为我国首个贯通光伏发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运、绿氢炼化等绿氢生产—利用全流程的典型示范项目，所用的光伏组件、电解水制氢“心脏”电解槽、电解质制备、闭式冷却塔、储氢罐等重大设备及核心材料全部实现国产化，有效促进了我国氢能装备和氢能产业链发展。
“绿电制绿氢，电解水制氢是当前最主流的方式，其中电费的成本占近70%左右，未来绿氢的应用将受益于新能源发电成本的下降。现在通过这个项目（库车绿氢示范项目）示范和验证，规模化的绿氢炼化和绿氢规模化应用是可以复制的，同时，让绿氢的成本下降，也必然是一种趋势”方虎说道。