中國石化加快打造“中國第一氫能公司”

■本刊記者 曲藝

“雙碳”目標(biāo)下，中國石化錨定“打造中國第一氫能公司”目標(biāo)，全面推進(jìn)氫能業(yè)務(wù)發(fā)展，已建立了涵蓋“制儲(chǔ)運(yùn)加用研”的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈條。

記者梳理發(fā)現(xiàn)，今年以來，中國石化在氫能領(lǐng)域捷報(bào)頻傳，可謂亮點(diǎn)紛呈。

滬甬城際物流干線首現(xiàn)氫能重卡

7 月6 日，氫能源滬甬城際物流干線實(shí)現(xiàn)首次示范運(yùn)行——一輛標(biāo)載49噸的氫能重卡從上海始發(fā)，行駛230千米后首次進(jìn)入位于浙江寧波的中國石化鎮(zhèn)海煉化加氫示范站。

據(jù)悉，此舉意味著“上?！獙幉ā笨鐓^(qū)域氫能物流干線常態(tài)化規(guī)模運(yùn)輸具備成熟條件，氫能重卡往返半徑已經(jīng)從200 千米增加到400 千米，加速推動(dòng)長三角地區(qū)氫能源重卡物流運(yùn)輸大動(dòng)脈形成。

相比傳統(tǒng)柴油重卡，氫能重卡采用以氫氣為動(dòng)力來源的氫燃料電池，排放物只有水，真正實(shí)現(xiàn)了零碳排、零污染。據(jù)測算，每輛氫能重卡每年至少可減少碳排放120噸，該條“氫走廊”滿負(fù)荷運(yùn)行預(yù)計(jì)年均減碳3000 噸，相當(dāng)于一年植樹15萬棵以上。此外，隨著成本的下降，氫能重卡運(yùn)輸也初具經(jīng)濟(jì)效益。

記者從中國石化了解到，此次示范的“氫走廊”計(jì)劃用于運(yùn)輸由寧波發(fā)往上海的鎮(zhèn)?；鼐巯N產(chǎn)品。鎮(zhèn)海煉化加氫站經(jīng)過與氫燃料電池系統(tǒng)頭部企業(yè)鯤華科技公司、上海臨港加氫站、物流承運(yùn)商鎮(zhèn)海石化物流公司等產(chǎn)銷研用單位的多方協(xié)同，將氫能重卡的往返半徑增加到400千米，有效拓展了華東地區(qū)氫能物流輻射范圍，為跨區(qū)域城際氫能物流干線的運(yùn)行奠定了能源基礎(chǔ)。

同時(shí)，鎮(zhèn)海煉化正積極推動(dòng)氫能客運(yùn)、氫能重卡、氫能冷鏈運(yùn)輸?shù)囊?guī)?；瘧?yīng)用，帶動(dòng)寧波及周邊地區(qū)氫能制備領(lǐng)域、氫能儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域、氫燃料電池生產(chǎn)領(lǐng)域、加氫站領(lǐng)域以及氫能源車領(lǐng)域等氫能產(chǎn)業(yè)鏈五大領(lǐng)域不斷完善。

鎮(zhèn)海煉化是中國石化最大的煉化一體化企業(yè)，氫能資源豐富，總產(chǎn)氫能力達(dá)65.3萬標(biāo)方/小時(shí)，有2.5 萬標(biāo)方/小時(shí)的高純度氫氣可供外送。目前，鎮(zhèn)海煉化加快打造中國石化華東地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉饵c(diǎn)，自2021 年建成寧波市首座加氫示范站以來，不斷豐富集成“制、輸、儲(chǔ)、加、用”氫能一體化工業(yè)場景應(yīng)用，帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈各相關(guān)方進(jìn)場。

實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)綠氫煉化項(xiàng)目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通

除氫能交通外，中國石化還以綠氫產(chǎn)業(yè)為抓手，積極推動(dòng)石化產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展。

6 月30 日，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國石化塔河煉化，替代現(xiàn)有天然氣化石能源制氫。至此，該項(xiàng)目成功實(shí)現(xiàn)綠氫從生產(chǎn)到利用全流程貫通，這也標(biāo)志著我國首次實(shí)現(xiàn)萬噸級(jí)綠氫煉化項(xiàng)目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通。該項(xiàng)目制氫規(guī)模達(dá)到年產(chǎn)2 萬噸，是我國首個(gè)萬噸級(jí)光伏綠氫示范項(xiàng)目，為國內(nèi)光伏發(fā)電綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的案例。

新疆庫車綠氫示范項(xiàng)目由中國石化新星公司負(fù)責(zé)實(shí)施，利用新疆地區(qū)豐富的太陽能資源發(fā)電直接制綠氫，建設(shè)內(nèi)容主要包括光伏發(fā)電、輸變電線路、電解水制氫、氫氣儲(chǔ)輸、公用工程及配套輔助生產(chǎn)設(shè)施，電解水制氫能力2萬噸/年、儲(chǔ)氫能力21 萬標(biāo)方、輸氫能力2.8 萬標(biāo)方/小時(shí)。

業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，煉化工業(yè)將是綠氫實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域降碳的主要應(yīng)用場景之一。通過完全替代現(xiàn)有天然氣化石能源制氫，該項(xiàng)目每年可減少二氧化碳排放48.5 萬噸，開創(chuàng)了綠氫煉化新發(fā)展路徑，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)。

作為我國首個(gè)貫通光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲(chǔ)存、氫氣輸運(yùn)、綠氫煉化等綠氫生產(chǎn)利用全流程的典型示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目在建設(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)。中國石化通過聯(lián)合攻關(guān)等形式，突破性地解決了新能源波動(dòng)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)的難題。其中，面對(duì)可再生波動(dòng)電源制氫的技術(shù)難題，中國石化通過自主開發(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，大幅提升對(duì)波動(dòng)的適應(yīng)性。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目已先后完成萬噸級(jí)電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)、綠氫儲(chǔ)運(yùn)輸工藝技術(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，并均已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，申報(bào)專利及專有技術(shù)10余項(xiàng)。

不容小覷的是，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)國產(chǎn)化，有效促進(jìn)了我國氫能裝備和氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。以電解槽為例，在該項(xiàng)目啟動(dòng)之前，國內(nèi)的1000 標(biāo)方/小時(shí)電解槽累計(jì)需求量不到30 臺(tái)，而僅庫車綠氫示范項(xiàng)目就需要52臺(tái)，有力促進(jìn)了國內(nèi)電解槽產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；a(chǎn)。

啟動(dòng)首個(gè)純氫長輸管道項(xiàng)目

4 月10 日，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實(shí)施方案》，標(biāo)志著我國氫氣長距離輸送管道進(jìn)入新發(fā)展階段。

“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市的燕山石化，管道全長400多千米，是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。管道建成后，將用于替代京津冀地區(qū)現(xiàn)有的化石能源制氫及交通用氫，大力緩解我國綠氫供需錯(cuò)配的問題，對(duì)今后我國跨區(qū)域氫氣輸送管網(wǎng)建設(shè)具有戰(zhàn)略性的示范引領(lǐng)作用，推動(dòng)我國能源轉(zhuǎn)型升級(jí)。

“西氫東送”管道規(guī)劃經(jīng)過內(nèi)蒙古、河北、北京等3?。▍^(qū)、市）9 個(gè)縣（區(qū)）。管道一期運(yùn)力10萬噸/年，預(yù)留50 萬噸/年的遠(yuǎn)期提升潛力。同時(shí)，將在沿線多地預(yù)留端口，便于接入潛在氫源。未來，中國石化可依托“西氫東送”管道建設(shè)支線及加氫母站，助力京津冀氫能走廊的高效構(gòu)建。

內(nèi)蒙古風(fēng)光資源豐富，發(fā)展綠氫具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，但是，如何把內(nèi)蒙古乃至我國西部的綠氫運(yùn)送到東部需求旺盛的區(qū)域，一直是制約綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。目前，長管拖車仍是我國長距離氫氣運(yùn)輸?shù)闹髁鞣绞?，但這種方式成本較高、效率較低，也是終端用氫成本高的主要原因之一，極大制約了產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。輸氫管道可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長距離輸送氫氣，并且兼顧經(jīng)濟(jì)性。中國石化已經(jīng)在內(nèi)蒙古布局了鄂爾多斯風(fēng)光融合綠氫化工示范項(xiàng)目，并規(guī)劃在烏蘭察布市建設(shè)大規(guī)模綠電制綠氫項(xiàng)目，通過建立風(fēng)光發(fā)電—綠電制氫—?dú)錃夤茌敗獰捇c交通用氫的一體化氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)制、儲(chǔ)、輸、用全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉恫季帧?/p>

風(fēng)力、光伏發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，由于電網(wǎng)建設(shè)和消納機(jī)制存在一定滯后，“棄風(fēng)棄光”隨之產(chǎn)生。隨著“西氫東送”管道的建設(shè)投產(chǎn)，周邊發(fā)電企業(yè)可以利用“棄風(fēng)棄光”發(fā)電制氫，通過管道輸送出來。

在高壓氣態(tài)輸送過程中，氫會(huì)逐步侵入并滲透鋼材，引發(fā)鋼材力學(xué)性能下降、氫致裂紋等氫脆現(xiàn)象。管輸氫氣與油氣管道因介質(zhì)流動(dòng)與燃爆特性不同，在工藝設(shè)計(jì)與安全控制等方面存在明顯差異。中國石化攻關(guān)團(tuán)隊(duì)開展氫能管輸技術(shù)的系統(tǒng)性研發(fā)，通過對(duì)管材進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)與應(yīng)用研究，掌握了氫環(huán)境下不同鋼級(jí)管材及焊接接頭性能的綜合評(píng)估與應(yīng)用技術(shù)，初步形成了氫氣長輸管道增壓輸送、安全泄放、管材評(píng)價(jià)、焊接安裝和安全防護(hù)等核心技術(shù)體系。同時(shí)，中國石化完成企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氫氣輸送管道工程技術(shù)規(guī)范》編制，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的空白，規(guī)范涵蓋了輸氫管道工程的設(shè)計(jì)、施工及投產(chǎn)環(huán)節(jié)，為烏蘭察布輸氫管道工程的落地實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

目前，全球范圍內(nèi)氫氣輸送管道總里程已超5000 千米，其中，美國建有輸氫管道超2500千米，中國的輸氫管道建設(shè)仍處于起步階段。值得一提的是，中國石化已經(jīng)建有金陵—揚(yáng)子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線、濟(jì)源—洛陽氫氣管道，最長投運(yùn)時(shí)間約16年，具有成熟的氫氣管道運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)?！?/p>