新疆库车绿氢示范项目正式投产,标志着我国绿氢产业迈入规模化应用的新纪元。这一里程碑意义的工程不仅首次实现了光伏发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运和绿氢炼化全产业链的贯通,更孕育出具有自主知识产权的大规模电解水制氢工艺与工程成套技术,为全球绿电制绿氢产业发展提供了可复制、可推广的典范。8月30日,中国石化正式宣布,这座我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目全面建成投产,这一突破性成就被业界誉为我国绿氢产业发展的关键转折点。
中国石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理范林松强调,项目所采用的光伏组件、电解槽、储氢罐及输氢管线等核心设备及材料均实现国产化,这不仅有效提升了我国氢能装备的技术水平,更推动了整个氢能产业链的本土化发展。这一成就的背后,是中国石化在新能源领域的持续创新与突破。
在9700多亩的广阔土地上,50多万块光伏板整齐排列,犹如一片绿色的海洋。这些光伏板通过精准的倾角设计和高效的双玻璃面板技术,最大限度地捕捉太阳辐射,年发电量近6亿千瓦时,平均每天可发电159万千瓦时。这些清洁能源将通过23.7公里的输电线路,源源不断地输送到绿氢工厂。在制氢车间内,52台电解槽将绿电转化为氢气和氧气,经过提纯的氢气将被储存于10个巨大的球形储罐中,最终输送到中国石化塔河炼化公司,替代传统的灰氢,助力炼油产品实现绿色化转型。
绿氢,被誉为”21世纪的终极能源”,其发展前景广阔。国际氢能源委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》预测,到2050年,全球氢能源需求将增长10倍,产业链产值将超过2.5万亿美元。中国氢能联盟也预计,到2025年,我国氢能产业产值将达到1万亿元,2050年氢能在我国终端能源体系中的占比将超过10%,产业链年产值将达12万亿元。
那么,什么是绿氢?根据中国氢能联盟发布的《低碳氢、清洁氢与可再生氢的标准与评价》,氢气主要分为三类:低碳氢(灰氢)、清洁氢(蓝氢)和可再生氢(绿氢)。灰氢通过化石燃料制取,碳排放强度较高;蓝氢则利用化石燃料并配合碳捕捉和碳封存技术,碳排放强度相对较低;而绿氢则利用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源,通过电解水的方式制取,整个过程中几乎不产生碳排放。高盛集团发布的报告也指出,绿氢是实现全球净零排放的关键支柱,有助于减少15%的全球温室气体排放,是深度去碳化的最终解决方案。
光伏发电和风电是生产绿氢最理想的能量来源。光伏发电直接制绿氢的原理简单来说,就是将光伏产生的绿电输送到制氢厂,通过电解槽等核心装置,以电解水的形式产生氢气。这些绿氢将被运送到炼厂、钢铁厂等应用端,替代传统的灰氢和蓝氢。
库车绿氢示范项目不仅规模宏大,更在技术创新上取得了突破性进展。项目团队通过专业的辐照计算软件,精确计算光伏组件的最佳倾角,确保组件全年接受太阳辐射最大化。同时,选择双玻璃面板技术,进一步提升了太阳光利用率。这些光伏板年发电量近6亿千瓦时,平均每天发电159万千瓦时,为绿氢生产提供了充足的清洁能源。
在制氢车间内,52台电解槽将绿电转化为氢气和氧气。氢气经过提纯后,将被储存于10个巨大的球形储罐中,最终输送到中国石化塔河炼化公司,替代传统的灰氢,助力炼油产品实现绿色化转型。”这是绿氢炼化首次实现规模应用,对炼化企业大规模利用绿氢实现碳减排具有重大示范效应。”范林松表示。
中国石化塔河炼化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。”我们的两套天然气制氢系统最终将完全停用,每年可以减少天然气使用量2.4万吨,这是实现绿色炼油的重要探索。”范林松还表示,作为我国首个规模化绿电制绿氢项目,库车绿氢示范项目建设中面临着工艺技术新、规模大、无成熟工程案例可借鉴等难点。中国石化通过联合攻关、揭榜挂帅等形式,突破性地解决了新能源波动电力场景下柔性制氢并连续稳定向下游炼化企业供应难题。
例如,光伏等可再生能源发电量具有一定的波动性,如果遇到雨天导致发电量减少怎么办?中国石化通过自主开发绿电制氢配置优化软件,将电控设备与制氢设备同步响应匹配,实现了”荷随源动”,大幅提升了设备对波动的适应性。该项目还形成了一套集合了预测光伏发电、电氢耦合自动化控制等的创新性技术,可根据光伏发电情况预测产氢量和外输量,实现氢气制、储、输的自动计算和控制。
此外,项目中形成的万吨级电解水制氢工艺与工程成套技术、绿氢储运工艺技术、晶闸管整流技术、智能控制系统研发等创新成果,均实现了工业应用。值得一提的是,范林松表示,库车绿氢项目所用的光伏组件、电解槽、储氢罐、输氢管线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企业发展。以电解槽为例,在该项目启动之前,国内的1000标准立方米/小时电解槽累计需求量不到30台,而仅库车绿氢示范项目就需要52台,有力促进了国内电解槽产业的规模化生产。
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