我国绿氢规模化应用实现零的突破
仓库绿氢示范项目投入运营，不仅首次通过光伏发电、绿电运输、绿电氢、氢储存、氢运输和绿氢炼油产业链，而且构成了具有独立知识产权的规模电解水氢工艺和一套工程技术，也为绿电绿氢产业的发展提供可复制、可推广的示范案例。 8月30日，中石化宣布，中国最大的光伏发电直接绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目已全面投入运营，标志着中国绿氢工业化工业零突破，也被业界认为是中国绿氢工业发展的里程碑。 中国石化新秀新疆绿氢新能源有限公司总经理范林松表示，本项目使用的光伏组件、电解罐、储氢罐、输氢管道等重大设备和关键材料均已产业化，有效促进了我国氢能设备和氢能产业链的发展。 9700多亩土地上有50多万元光伏板 氢能被称为“21世纪的终极能源”。根据国际氢能委员会发布的《氢能未来发展趋势研究报告》，2050年全球氢能需求将增加到目前的10倍，产业链产值将超过2.5亿美元。 此外，据中国氢能联盟估计，到2025年，中国氢能产业产值将达到1万亿亿元。2050年，氢能将占中国终端能源系统的10%以上，产业链年产值将达到12万亿元。 那么什么是绿氢呢？根据中国氢能联盟发布的《低碳氢、清洁氢和可再生氢的标准和评价》，氢一般分为低碳氢、清洁氢和可再生氢，俗称灰氢、蓝氢和绿氢。 灰氢是指化石能源（原油、天然气、煤）产生的氢，碳排放强度较大；蓝氢是指化石能源产生的氢，碳捕获和碳密封技术，碳排放强度相对较低；绿氢是指风电、水电、太阳能、核电等可再生能源，无碳排放。 根据国际投资银行高盛集团此前发布的报告，绿氢已成为实现全球净零排放的关键支撑，有助于减少全球温室气体排放的15%，是深度碳化的最终解决方案。 由光伏和风电组成的绿色电力是绿色氢最理想的能源。光伏发电直接生产绿氢，简单地说，就是将光伏产生的绿电输送到氢生产厂，根据电解槽等关键设备，通过电解水产生氢。产生的绿氢将被运输到炼油厂、冶炼厂和其他应用程序，以取代原来的灰氢和蓝氢。 仓库车辆绿氢示范项目占地9700多亩，配备光伏板50多万元。当阳光照射到光伏板表面时，激发产生的分散电子会在内部电场的影响下定向移动，从而形成电流。 项目团队通过专业的辐照计算软件计算光伏组件的优秀倾角，确保年度接受的太阳辐射最大化，并选择双玻璃面板来提高太阳能利用率。当这些光伏板每年发电近6亿千瓦时，平均每天发电159万千瓦时。 随后，这些绿色电力将从23.7公里长的电力线路运输到绿氢工厂。在制氢车间的52个电解槽中，远道而来的绿色电力将配置好的碱液电解成氢气和氧气。氢气净化后，将被送往10个巨大的球形储罐，然后送往中国石化塔河炼油公司，取代以往炼油加工中使用的灰氢，完成炼油商品的生态化。 所有重大设备和关键材料都实现了工业化 范林松表示：“这是绿氢炼制首次实现大规模应用，对炼化企业大规模使用绿氢完成碳减排具有重要示范作用。 中国石化塔河炼油公司生产管理部副经理刘子英也表示，这是第一次将绿氢引入炼油企业进行加工。“每个人的两套天然气制氢系统最终都会完全停止，每年可以减少2.4万吨天然气的使用，这是对绿色炼油的探索。” 范林松表示，作为中国第一个工业绿色电气绿氢项目，库车绿氢示范项目建设面临着生产技术新、规模大、工程案例不完善等问题。 中石化在新能源起伏的电力场景下，突破性地解决了软性制氢问题，并通过联合攻关、揭榜等方式，持续稳定地向下游炼化企业供应。 例如，光伏和其他可再生能源的发电量有一定的起伏。如果雨天发电量减少怎么办？根据绿色电气制氢设备优化软件的自主研发，中石化将电气控制设备与制氢设备同时响应配对，完成了“荷随源”，大大提高了设备对变化的适应性。本项目还形成了一套集光伏发电预测、电氢莲花自动化控制于一体的创新技术，可根据光伏发电条件预测产氢和外部输送，完成氢气制造、储存和输送的快速计算和控制。 此外，工业领域还取得了1万吨电解水制氢技术和成套工程技术、绿氢储运生产技术、晶闸管整流技术、智能监控系统研发等创新成果。 值得一提的是，范林松表示，库车绿氢项目中使用的光伏组件、电解罐、储氢罐、输氢管道等重大设备和关键材料均已产业化，有效促进了我国氢能设备公司的发展。以电解槽为例。项目启动前，国内1000标准立方米/小时电解槽累计需求量不足30个，仅库车绿氢示范项目需要52个，有效促进了国内电解槽行业的大规模生产。 未来10-15年将是绿氢产业发展的关键阶段 仓库绿氢示范项目投入运营，不仅首次通过光伏发电、绿电运输、绿电氢、氢储存、氢运输和绿氢炼油产业链，而且构成了具有独立知识产权的规模电解水氢工艺和一套工程技术，也为绿电绿氢产业的发展提供可复制、可推广的示范案例。 除库车绿氢示范工程外，今年2月，中石化还启动了鄂尔多斯3万吨/年绿氢工程建设。本项目将采用景观莲藕制成的绿氢，供应最近的中天合创能源有限公司生产高档绿色化工材料。 但总的来说，范松林认为，绿氢产业仍处于产业发展的早期阶段，工业化产业的关键领域面临着技术、成本、应用不完善等问题。 目前主流绿氢技术路线多为偏碱水电解制氢技术（AE）水电解制氢技术与质子交换膜（PEM）。业内人士表示，中国的AE制氢技术水平与国外相似，具有完全独立知识产权的设备制造和工艺集成能力。在PEM制氢技术方面，中国仍处于工业化研发的早期阶段。目前，电解槽的质子交换膜、膜电极等核心技术和设备主要依靠进口。 其中，电解水制氢设备约占制氢站总成本的80%，技术要求较高。因此，电解槽的成本和技术的进一步创新是提高绿氢产能水平的关键。 据业内人士分析，未来10-15年将是绿氢产业从培育期到商业化初期的关键阶段。绿电绿氢一体化生产、氢基础设施和氢基碳中和解决方案将逐步成熟；大约15年后，绿氢预计将在主要应用领域实现大规模部署。
