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油氣企業(yè)布局氫能進(jìn)展幾何?

2023-02-04 來源:中國能源新聞網(wǎng)作者:王若曦 瀏覽數(shù):235

近日,華南最大氫燃料電池供氫中心中國石化茂名石化氫燃料電池供氫裝置成功產(chǎn)出合格的99.999%高純氫,所產(chǎn)氫氣主要向氫燃料電池

近日,華南最大氫燃料電池供氫中心——中國石化茂名石化氫燃料電池供氫裝置成功產(chǎn)出合格的99.999%高純氫,所產(chǎn)氫氣主要向氫燃料電池汽車供應(yīng)。作為粵西地區(qū)目前唯一的供氫項目,該供氫中心為打通廣東茂名、陽江、江門至佛山和廣州等大灣區(qū)核心城市的“氫走廊”打下了堅實基礎(chǔ)。

氫能作為綠色清潔的二次能源,是推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的理想媒介,也是油氣企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營深度脫碳的優(yōu)質(zhì)選擇。2022年以來,油氣企業(yè)積極在氫能領(lǐng)域謀篇布局,開展全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)研究與示范應(yīng)用,通過技術(shù)創(chuàng)新努力推動氫能產(chǎn)業(yè)向著高效益、規(guī)模化發(fā)展。

綠電制氫獲得多項示范應(yīng)用

2022年以來,油氣企業(yè)將制氫目光重點(diǎn)聚焦綠電制氫領(lǐng)域,利用可再生能源發(fā)電制氫。

中國石化于2022年9月發(fā)布實施的氫能中長期發(fā)展戰(zhàn)略就提出,在現(xiàn)有煉化、煤化工制氫基礎(chǔ)上,大力發(fā)展可再生電力制氫。

2022年11月,中國石化啟動建設(shè)全球最大光伏綠氫項目——新疆庫車2萬噸/年綠電制氫示范工程,實現(xiàn)了國內(nèi)首次光伏發(fā)電制氫規(guī)模化應(yīng)用突破。旗下中原油田探索風(fēng)力、光伏發(fā)電電解水制氫項目,項目進(jìn)入開車準(zhǔn)備階段。中國石化自主研發(fā)的兆瓦級質(zhì)子交換膜電解水制氫裝置在燕山石化成功開車,該裝置應(yīng)用綠電進(jìn)行生產(chǎn)。

對于利用陸上風(fēng)電、光伏等綠電制氫,華北電力大學(xué)氫能技術(shù)創(chuàng)新中心主任劉建國指出,油氣企業(yè)制取的氫氣,可以應(yīng)用于原油加工環(huán)節(jié),實現(xiàn)深度加氫脫硫,也可用于化工原料制備過程,實現(xiàn)制備過程的加氫反應(yīng)。而今,油氣企業(yè)將制氫方向轉(zhuǎn)移到綠氫項目上,主要基于煉化生產(chǎn)過程更清潔的考量。

對于未來如何大規(guī)模利用陸上可再生能源制氫,劉建國認(rèn)為,跟化石能源、工業(yè)副產(chǎn)品制氫相比,陸上綠電制氫生產(chǎn)成本更高,未來大規(guī)模應(yīng)用需要攻克技術(shù)難關(guān)以提高其經(jīng)濟(jì)性。此外,可再生能源基地多集中在三北地區(qū),將綠電制成的氫氣運(yùn)到能源消費(fèi)集中的東部沿海地區(qū),需要解決長距離運(yùn)輸問題。未來可以考慮設(shè)計建設(shè)制加一體站,制成的氫氣經(jīng)過簡單純化加壓后供應(yīng)給氫燃料電池車,可解決長距離輸氫經(jīng)濟(jì)性和靈活性問題。

中國海油則將目光聚焦在海上風(fēng)電制氫領(lǐng)域。中海石油(中國)有限公司與浙江清華長三角研究院就海上風(fēng)電制氫項目進(jìn)行合作,重點(diǎn)推動海上風(fēng)電制氫相關(guān)技術(shù)研究和示范項目落地。

我國對于海上風(fēng)電制氫尚處于前期摸索階段,當(dāng)前尚無應(yīng)用成果。由于客觀應(yīng)用場景不同,海上風(fēng)電制氫相比陸上風(fēng)電制氫存在一定差異。

劉建國表示,海上風(fēng)電尚未實現(xiàn)平價上網(wǎng),海上風(fēng)電相比陸上風(fēng)電的發(fā)電成本要高。當(dāng)前我國依舊重視海上風(fēng)電制氫研究,是因為海上風(fēng)電制氫產(chǎn)地與主要用能位置(東部沿海地區(qū))相近,需要考量的運(yùn)輸因素相對較少。當(dāng)前海上風(fēng)電總裝機(jī)規(guī)模還不理想,但是具有發(fā)展?jié)摿Γ磥碛型岣哐b機(jī)規(guī)模。

“海上風(fēng)電制氫還要解決海水腐蝕問題。海上風(fēng)電塔筒表面做的防護(hù)層要比陸上風(fēng)電塔筒更厚一些,防護(hù)層需要經(jīng)受鹽分的腐蝕。”劉建國說。

除海水腐蝕外,制氫水源也是海上風(fēng)電制氫需要考慮的新問題。東北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授孔令國表示,海上風(fēng)電制氫獲取淡水資源相對困難,需要將淡水資源從內(nèi)陸運(yùn)到海上,或?qū)⒑K^濾、凈化后制氫。國外已實現(xiàn)海水直接制氫,國內(nèi)尚無應(yīng)用案例,未來通過攻克相關(guān)技術(shù)難題也可利用海水直接制氫。

對于如何實現(xiàn)海上風(fēng)電制氫,劉建國表示:“我國正在探索海上風(fēng)電制氫模式。例如設(shè)想將制取好的氫氣運(yùn)到岸上,或是將風(fēng)電輸送到岸上再制氫。當(dāng)前還有一種設(shè)想是在海上建立漂浮的化工廠,利用海上風(fēng)電生產(chǎn)合成氨,然后進(jìn)一步制氫。未來具體利用哪種模式制氫,取決于制氫技術(shù)的進(jìn)展和終端市場的需求。”

加氫網(wǎng)絡(luò)布局進(jìn)程持續(xù)加快

從下游看,完善加氫網(wǎng)絡(luò)是普及氫能應(yīng)用的基礎(chǔ)。當(dāng)前氫燃料電池車應(yīng)用范圍日趨廣泛,作為氫燃料電池汽車的動力補(bǔ)給站,推動加氫站建設(shè)勢在必行。

2022年,國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,提出支持依法依規(guī)利用現(xiàn)有加油加氣站的場地設(shè)施改擴(kuò)建加氫站。油氣企業(yè)在多省加緊布局加氫站,在原有站點(diǎn)的基礎(chǔ)上增設(shè)加氫功能。

中國石油在四川的首座加氫站——古城加油加氫站于2022年2月建成完工,在廣東的首座加氫站——佛山羅格加氫站于2022年10月完成首車加注。這兩個項目均為加油加氫合建站。2022年11月,中國石化在云南首座具有加氫功能的站點(diǎn)——麗江環(huán)城東路北綜合加能站首次成功加氫。該站同時具備加油、充電、加氫的能力。

油氣企業(yè)布局加氫網(wǎng)絡(luò)時,一方面推進(jìn)加氫站建設(shè),另一方面也在著力建設(shè)加氫母站。后者除開展本站氫氣零售加注業(yè)務(wù)外,還能夠服務(wù)周邊加氫子站,實現(xiàn)氫氣的充裝批發(fā)。

中國石化茂名石化氫燃料電池供氫中心于2022年12月正式投產(chǎn),該項目一期配備加氫能力3000千克/天的加氫母站。西南地區(qū)首座管道供氫加氫母站——中國石化馬店河加氫站于2022年11月正式投運(yùn),該站將當(dāng)?shù)鼗て髽I(yè)副產(chǎn)氫提純,依靠氫氣管線實現(xiàn)氫氣充裝批發(fā)。

雖然近年來油氣企業(yè)加快加氫站建設(shè)步伐,但全國加氫站建設(shè)運(yùn)營面臨成本壓力,覆蓋面仍然有限,氫能產(chǎn)業(yè)鏈形成成熟的市場尚需時日。

孔令國表示,加氫站設(shè)備關(guān)鍵零部件依賴進(jìn)口,導(dǎo)致加氫站建設(shè)成本高昂,需要通過技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新,實現(xiàn)關(guān)鍵零部件和核心技術(shù)的國產(chǎn)化應(yīng)用。推廣建設(shè)能源合建站也是一種手段,利用原加油站、充電站場址進(jìn)行加氫,解決征地問題的同時降低了成本。同時,可以推廣分布式可再生能源制氫加氫一體站,實現(xiàn)氫氣的自給自足,節(jié)省氫氣中間的運(yùn)輸成本。該一體站采用固態(tài)儲氫模式,相比液態(tài)、氣態(tài)儲氫安全系數(shù)也更高。

對于未來如何完善加氫網(wǎng)絡(luò)布局,孔令國認(rèn)為,在我國,氫燃料電池車類型以重卡、物流車、市政車、公交車等專業(yè)車輛為主。以運(yùn)輸煉化產(chǎn)品的重卡為例,運(yùn)輸路徑相對固定,可以沿路規(guī)劃設(shè)置加氫站。“‘十四五’時期,建議加氫站依托氫燃料電池車應(yīng)用場景進(jìn)行定點(diǎn)布局。”

 

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