#頭條創作挑戰賽#
電解氫此前一度被業界和坊間公認為是最脫離實際的氫能制造路線。用電制造氫能,再用氫氣驅動汽車,這種多此一舉的套路簡直和增程式汽車如出一轍,不僅流程繁多,還極大抬高瞭制氫成本,可謂飽受詬病。
可令人萬萬沒想到的是,這種畫蛇添足的制氫方式居然被中石化給撿瞭起來,並且經過一番佈局和投資,最終竟然卓有成效。不僅大幅縮減瞭氫氣制取成本,還讓整個制造流程變得更加穩定可靠,而中石化的破局之道,就在於三個字——太陽能!
中石化的佈局
全球環境污染和溫室效應的加劇,讓人類越發渴求環保清潔的可再生能源。原子能、風能、水能、太陽能、氫能等一眾綠色能源此時開始步入人類視野,一場改變世界的能源革命,正在悄然降臨。
氫是地球上隨處可見的可再生能源,可以通過化石能源和電解水來大量獲取。它無毒清潔、能量密度大,極易燃燒,並且能做到零碳無污染排放。雖然現在氫技術發展尚未成熟,但它依然是人類未來社會最為理想的清潔能源。
而目前中石化就是中國規模最大的氫氣生產企業,2021年生產氫能總量高達390萬噸,占比全國總產量的11%。作為化石能源起傢的傳統企業,中石化能在全球能源轉型的浪潮下,勇於承擔社會責任,主動進行自我革新,來為祖國尋求一條可持續發展的新能源道路,這份果敢和膽識無疑是令人敬佩的。
中石化此前宣傳的口號就是成為中國第一氫能公司,為瞭實現這個目標,中石化選擇瞭鮮有人涉及的電解氫道路,但它的發力思路卻顯得與眾不同,不是傳統的電能制氫,而是利用太陽能發電再制氫。
中石化投資近30億元,在新疆阿克蘇地區庫車市啟動瞭庫車綠氫示范項目。項目占地總面積高達500畝,包括一座裝機容量300MW、年均發電量6.18億千瓦時的光伏電廠和年產能2萬噸的電解水氫廠,是迄今為止中國規模最大的光伏發電制氫項目。
走進庫車市牙哈鎮的光伏電廠,映入眼簾的是幾十萬塊整齊劃一、統一排列的光伏板。其中每一塊的傾斜角度都經過專業輻照測算,確保能最大限度面向太陽,最大化接受強烈的太陽輻射。工作人員稱該廠每天能制造159萬千瓦時的電能,這些電能會直接運輸到綠氫工廠,之後通過電解水方式來制氫。
氫能制造在業內分為三種,依靠化石能源造出的氫氣,因為會產生二氧化碳排放所以被稱為灰氫和藍氫,而通過可再生能源發電方式則被稱為綠氫。
中石化此次投資建設的庫車綠氫,是國內首個規模化光伏發電綠氫制造項目。自2023年生產氫氣以來,該項目年產2萬噸氫,等同減碳排48.5萬噸。這些綠氫生產出來後,會以2.8萬標立方/小時的速度,通過藍色輸氫管道源源不斷的運往中石化塔河煉化公司,實現全綠色低碳化的煉油過程。
再來看看庫車綠氫項目的制氫廠,一個個白色球狀儲氫罐全部來自於中國自研,最高儲氫量可達21萬標立方。制氫廠車間內,自來水通過純化和加堿變為電解水,之後再經過電解槽分離產生氫氣氧氣兩種物質,在對氧氣進行提純後,就可以直接將氫氣儲存在罐內。
電解水制氫最重要的是能源供應要穩定,而光伏發電最大的缺點恰巧是供電能力容易受天氣影響,產生劇烈波動。為瞭解決這個問題,中石化研發瞭一套智能管控系統 ,利用工業互聯網,來實現發電、電控與制氫三大設備的同步匹配相應,真正做到瞭光伏發電的持續穩定供應。
制氫處於氫能產業最上遊,同時也是最關鍵的制造環節,關乎著整個氫能供應的穩定性。近些年來中國氫能產業不斷擴大,全國各地氫能項目拔地而起,內蒙的納日松光伏制氫示范項目、張傢口的綠色氫源生產基地,都是中國氫能發展的先頭軍,推動著中國氫能事業的發展。
可有人對光伏發電制氫還是心存不解與質疑,表示為什麼不將光伏所發電能直接並網,而是再費盡周折去制造氫氣,這不一樣是多此一舉、節外生枝嗎?
其中原因有兩點:
1.氫氣較於電能更適合儲存,電能存在低谷期,在儲存過程中會白白流失掉一部分電能。而氫氣則不會發生這種現象,能通過儲氫罐直接保存,便於日後利用。
2.此前提到過,光伏發電具有不穩定性,易受天氣影響產生波動,如果直接並入電網,加大幅加重電網負擔,嚴重情況下甚至會造成電網失穩,可謂得不償失。
中國氫能之前景
中石化的庫車綠氫項目投產後,將制氫成本打到瞭1.3元/標立方,未來甚至有望進一步降低成本,將至1元以下。目前電解水制氫的成本高、規模小等問題,正在被中石化逐一攻克,未來前景無限光明。
解決完制氫成本後,下一步就是修建加氫站瞭。截止2023年底,中國加氫站已經突破400餘座,數量位於全球第一。其中中石化的加氫站高達128座(含油氫混建站),另有氫燃料電池供氫中心11個。並且在十四五期間,中石化還制定瞭日後鋪設加氫站1000座以上的宏偉計劃。
還有就是氫氣運輸問題,中國多數綠氫項目都建設光照更長在西北、華北地區。如何在節省成本的前提下,將綠氫運送至京津冀、長三角、珠三角是一個頗具挑戰性的難題。
目前一共有兩種應對之策,第一種是將氫工業大戶集體遷移至西北區域,縮短運輸距離。第二就是建立長距離輸氫通道,實現西氫東送、北氫南送。
氫氣運輸通道無外乎管道、高壓槽車、液氫、合成氨運氫幾種,其中管道輸氫是運營成本最低的方式,百公裡運費隻有0.5元/千克,約為高壓槽車的十分之一。但同時它也是前期投資最多的運輸方式。
美國的管道輸氫總長度為2500km,歐洲是1700km,全球輸氫管道總長在5000km以上,而中國的輸氫管道卻隻有寥寥400km,尚處於剛剛起步階段。
阻礙中國輸氫管道鋪設發展的因素主要是成本投資和成本收回兩點,目前國內隻有中石化最有資格也最有膽魄做輸氫管道的先行軍,旗下長距離輸送管道已經有足足三條,分別是:金陵—揚子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線、濟源—洛陽氫氣管道。
三條管道中,最長的已經足足投運瞭16年。如果中石化一直保持這種投資力度,預計2030年氫能基建網絡的累計投資將超過上千億人民幣。
國傢在近幾年開始,也加大瞭全國各地的氫能扶持力度,尤其是今年各省部級政府更是出臺瞭多項氫能扶持政策。
2月5日,以工信部為首的七大部門在《關於加快推動制造業綠色化發展的指導意見》中就提到,要加強謀劃氫能、儲能等未來能源的佈局與產業發展。
3月22日,國傢能源局也在2024年能源指導意見中強調,全國各地要穩步開展推進氫能試點示范,重點發展可再生能源制氫,以及進一步拓展氫能應用場景等等。
在國傢指明定調氫能發展方向後,地方政府也是積極響應國傢號召,推出氫能福利政策。比如四月山東推出氫能汽車免收高速費後,四川和成都立即追加相同福利政策,從實際角度出發,展現對氫能發展的鼎力支持。
相信在國傢政策的指引下,以及中石化等龍頭企業的探索下,中國氫能必將進入高速發展、一日千裡的新階段,直至徹底成為世界氫能強國。
參考資料:
中央紀委國傢監委網站:踔厲奮發新征程丨“氫”裝上陣逐綠而行新浪財經:豪擲千億大搞氫基建,中石化的氫能野望如何“解連環”?玩車情報局:氫氣制取成本降至1.3元每方!中石化宣告:氫能時代來瞭