來源:中國石化報 時間:2024-01-15 08:16
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2023年是全面貫徹黨的二十大精神的開局之年,也是實施“十四五”規(guī)劃承上啟下的關(guān)鍵之年。這一年,在習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想的指引下,中國石化認(rèn)真落實習(xí)近平總書記視察勝利油田和九江石化重要指示精神,積極推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,統(tǒng)籌謀劃部署,舉力抓好落實,新能源業(yè)務(wù)發(fā)展取得豐碩成果。本版自本期起陸續(xù)推出氫能、風(fēng)光、地?zé)岬热齻€系列專題,盤點中國石化新能源業(yè)務(wù)發(fā)展亮點。
本版文圖除署名外由 發(fā)展計劃部(新能源辦公室) 石科院 提供
截至2023年
●中國石化累計建成供氫中心11家
●國內(nèi)加氫站網(wǎng)絡(luò)占有率約30%
●氫純化總能力2.9萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/時
●氫氣加注量連續(xù)3年增長率超過100%
中國石化氫能業(yè)務(wù)亮點紛呈
綠氫工業(yè)應(yīng)用實現(xiàn)突破,綠氫煉化引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
中國石化按照“氫電一體、綠氫減碳”的發(fā)展方向,布局大型可再生能源發(fā)電制氫-儲氫-利用項目,開展風(fēng)光耦合制綠氫技術(shù)及配套綜合研究,形成開發(fā)利用模式,加快推進(jìn)綠氫與煉化應(yīng)用耦合。新疆庫車2萬噸/年綠電制綠氫示范項目于2023年8月底全面建成投產(chǎn),是全球規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項目,所產(chǎn)綠氫成功替代塔河煉化天然氣制氫,用于低碳成品油生產(chǎn)。內(nèi)蒙古鄂爾多斯3萬噸/年風(fēng)光制綠氫一體化項目啟動建設(shè)。為烏蘭察布10萬噸/年風(fēng)光耦合綠電制綠氫項目配套布局的純氫長輸管道示范工程,納入“全國一張網(wǎng)”實施方案和《國務(wù)院關(guān)于推動內(nèi)蒙古高質(zhì)量發(fā)展奮力書寫中國式現(xiàn)代化新篇章的意見》。
采取大兵團(tuán)模式,集中開展12項氫能重大科技攻關(guān)
中國石化采取大兵團(tuán)聯(lián)合攻關(guān)模式,集中部署開展12項氫能重大科技攻關(guān)課題研究。首套30標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時PEM制氫示范裝置、兆瓦級(200標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時)PEM制氫裝置均在燕山石化成功投用;橇裝式甲醇制氫裝備在大連盛港加氫站投用;成功制備了纏繞增強(qiáng)的儲氫瓶樣瓶,形成了百噸級高性能碳纖維裝置工藝設(shè)計包;完成90兆帕加氫站液驅(qū)壓縮機(jī)樣機(jī)制造,并通過第一階段20兆帕氣密性能測試;燃料電池鉑基催化劑公斤級工業(yè)生產(chǎn)基本實現(xiàn)。在氫能標(biāo)準(zhǔn)方面,參與或主導(dǎo)的氫能標(biāo)準(zhǔn)超過30項,2023年3月發(fā)布中國石化一級企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《氫氣輸送管道工程技術(shù)規(guī)范》。
打通氫能交通供加用環(huán)節(jié),著力打造氫產(chǎn)業(yè)走廊示范
在氫能交通整體謀劃方面,中國石化編制了氫產(chǎn)業(yè)走廊規(guī)劃,提出“三軸四區(qū)N線”的布局思路,著力打造氫走廊示范線。燃料電池供氫中心建設(shè)方面,按照“適度超前、適度富余”原則,統(tǒng)籌供氫中心項目規(guī)模和進(jìn)度,已在11家煉化企業(yè)建成供氫中心,氫純化和充裝設(shè)施總能力合計2.9萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時,2023年供氫量超2000噸。加氫站建設(shè)方面,以“3+2”燃料電池示范城市群為重點,以重要港口、物流場所、高速公路氫走廊、煤化工基地為依托,在全國重點城市適當(dāng)超前部署建設(shè)加氫站,累計發(fā)展128座加氫站,氫氣年加注量約3400噸。香港首座面向公眾的加氫站——中國石化香港凹頭加氫站于2023年11月啟動建設(shè)。積極探索站內(nèi)制氫及微網(wǎng)輸氫新模式,福州、廣西分布式氨制氫加氫一體站、大連盛港加氫站站內(nèi)甲醇制氫項目相繼示范運營,并在浙江、四川、重慶和山東投入運營微管道輸氫加氫示范站4座。
引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,積極推進(jìn)氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)
中國石化按照“科技支撐、產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)、融通帶動、開放合作”的總體思路,積極推進(jìn)氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。
基礎(chǔ)工作方面,開展氫能產(chǎn)業(yè)布局研究,積極推進(jìn)氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)平臺建設(shè),成功舉辦氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進(jìn)會暨專家咨詢委員會成立大會等多場產(chǎn)業(yè)高峰論壇,邀請國家有關(guān)部委領(lǐng)導(dǎo)、業(yè)內(nèi)知名院士專家及企業(yè)代表作演講發(fā)言,在業(yè)界反響熱烈。
合資合作方面,2020年以來,與多個省(市)、企業(yè)、高校簽訂氫能合作相關(guān)協(xié)議,協(xié)助多地政府編制氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,與國外多家能源企業(yè)就氫能產(chǎn)業(yè)開展深化互利合作,戰(zhàn)略投資鏈上頭部企業(yè),進(jìn)一步加快了氫能全產(chǎn)業(yè)鏈資本投資業(yè)務(wù)布局。積極參與國際氫能理事會活動,提升國際影響力。
深度調(diào)研方面,歷時近3個月,調(diào)研了覆蓋“3+2”燃料電池示范城市群主要地區(qū)和產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的頭部企業(yè),梳理了產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,提出政策措施和建議,為更好地推動我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展出謀劃策。
推動國產(chǎn)化應(yīng)用方面,通過新疆庫車、內(nèi)蒙古鄂爾多斯等大型綠電制綠氫項目及加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),帶動了一批國內(nèi)企業(yè)積極加入氫能裝備研發(fā),實現(xiàn)了相關(guān)裝備制造關(guān)鍵技術(shù)突破,推動了裝備大型化,制造成本明顯下降。
新疆庫車綠氫示范項目。胡慶明 攝
中國石化前沿氫能技術(shù)掠影
【制 氫】
PEM電解水制氫技術(shù)
關(guān)鍵催化劑量產(chǎn)技術(shù)開發(fā)方面, 中國石化新能源研究所研發(fā)團(tuán)隊在前期陽極催化劑研發(fā)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步解決了催化劑分離難、收率低的問題,順利建成單批次公斤級催化劑生產(chǎn)線,年產(chǎn)催化劑可滿足百兆瓦級電解槽的裝配需求。同時,針對陰極鉑碳催化劑鉑載量高這一問題,開發(fā)了低鉑載量的高活性原子簇鉑碳催化劑,并實現(xiàn)公斤級放大生產(chǎn)。
大尺寸膜電極制備方面,研發(fā)團(tuán)隊先后攻克催化劑漿料沉降速度快、質(zhì)子交換膜遇水尺寸不穩(wěn)定等技術(shù)難題,制備出活性面積大于2000平方厘米的高均一性大尺寸膜電極,并成功應(yīng)用于大功率PEM電解槽。
自主化電解槽開發(fā)方面,研發(fā)團(tuán)隊通過與生產(chǎn)廠家反復(fù)討論、加工、測試,完成了首個試驗性小功率電解槽裝配,成功產(chǎn)氫,并在此基礎(chǔ)上完成了自主開發(fā)設(shè)計的大功率電解槽裝配。所裝配的電解槽在常規(guī)電流密度下,每生產(chǎn)1立方米氫氣僅消耗4.09千瓦時電量,實現(xiàn)了大功率電解槽設(shè)計與裝配自主化,滿足了綠氫煉化領(lǐng)域?qū)﹄娊獠鄣屯顿Y和高適應(yīng)性的需求。
【儲 氫】
固態(tài)儲氫技術(shù)
研發(fā)團(tuán)隊承接了國家科技部“十四五”重點研發(fā)計劃項目,針對固態(tài)儲氫核心材料及關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān),以廉價鈦、錳、鐵等材料為基礎(chǔ),設(shè)計合成了新型固態(tài)儲氫材料,并通過對合金組成、制備條件的精準(zhǔn)調(diào)控,增加了材料儲氫密度,提高了吸/放氫速率,達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。
針對儲氫材料有效傳熱性能差的難題,研發(fā)團(tuán)隊從儲氫床體和反應(yīng)器兩個角度同時入手,通過仿真模擬和試驗驗證相結(jié)合的方式,建立固態(tài)儲氫強(qiáng)化熱傳導(dǎo)和均一化成型技術(shù),開發(fā)了高密度快響應(yīng)儲供氫裝置。
針對實用化過程中儲氫裝置與用氫端的匹配集成及能量高效利用這一重要技術(shù)問題,研發(fā)團(tuán)隊提出能量綜合管理策略,開展固態(tài)儲氫-燃料電池車示范;針對固態(tài)儲氫-化工裝置用氫、固態(tài)儲氫-站內(nèi)儲運氫等應(yīng)用場景開展系統(tǒng)設(shè)計。
【用 氫】
燃料電池技術(shù)
研發(fā)團(tuán)隊在前期成功開發(fā)高效氫燃料電池鉑碳電催化劑的基礎(chǔ)上,向研發(fā)高比功率膜電極和組裝大功率電堆領(lǐng)域進(jìn)軍。
膜電極開發(fā)方面,研發(fā)團(tuán)隊采用理論計算與試驗相結(jié)合的方式,系統(tǒng)研究了膜電極的核心制備工藝及影響因素,提出高比功率膜電極系統(tǒng)設(shè)計策略,一舉攻克了卷對卷膜電極連續(xù)生產(chǎn)技術(shù)難題,實現(xiàn)了大面積、高比功率膜電極批量化制備,膜電極性能達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
電堆組裝方面,研發(fā)團(tuán)隊瞄準(zhǔn)大功率液冷電堆這一技術(shù)復(fù)雜度極高的燃料電池發(fā)展高地,針對燃料電池電堆密封性和水熱管理難題,著力優(yōu)化膜電極與雙極板的結(jié)構(gòu)匹配,成功裝配出首臺(套)百千瓦級燃料電池電堆,各項性能均達(dá)到預(yù)期目標(biāo),標(biāo)志著中國石化在大功率液冷電堆領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)零的突破。
中國石化2023年氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展大事記
◤ 我國首座甲醇制氫加氫一體站建成投運
2023年2月15日,由中國石化燃料油公司建設(shè)的國內(nèi)首個分布式甲醇制氫加氫一體站在大連自貿(mào)區(qū)投用。該一體站裝置產(chǎn)氫能力500標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時,目前,每日可產(chǎn)1000千克99.999%高純度氫氣,滿足100輛氫能公交車的加注需求。
◤ 全球最大綠氫耦合煤化工項目開工
2023年2月16日,中國石化在內(nèi)蒙古首個綠氫示范工程——內(nèi)蒙古鄂爾多斯3萬噸/年風(fēng)光制綠氫一體化項目開工。該項目利用鄂爾多斯地區(qū)豐富的太陽能和風(fēng)能資源發(fā)電直接制取綠氫,就近用于中天合創(chuàng)鄂爾多斯煤炭深加工示范項目。這是目前全球最大的綠氫耦合煤化工項目。
◤ 中國石化純氫長輸管道示范工程納入“全國一張網(wǎng)”
2023年3月,我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的內(nèi)蒙古烏蘭察布至京津冀地區(qū)純氫長輸管道示范工程納入“全國一張網(wǎng)”體系,同年10月納入《國務(wù)院關(guān)于推動內(nèi)蒙古高質(zhì)量發(fā)展奮力書寫中國式現(xiàn)代化新篇章的意見》。
◤我國首個萬噸級綠氫規(guī)模化工業(yè)應(yīng)用實現(xiàn)零的突破
2023年8月30日,我國規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項目——新疆庫車2萬噸/年綠電制綠氫示范項目全面建成投產(chǎn)。這是我國首次規(guī)?;霉夥l(fā)電直接制綠氫,是建設(shè)產(chǎn)、儲、輸、用氫一體化的綠氫煉化項目。項目全面建成投產(chǎn),標(biāo)志著我國首個萬噸級綠氫規(guī)?;I(yè)應(yīng)用實現(xiàn)零的突破。
◤ 中國石化香港首座加氫站開工建設(shè)
2023年11月20日,香港首座面向公眾的加氫站——中國石化香港凹頭加氫站啟動建設(shè)。這是中國石化在香港開工建設(shè)的首座加氫站,建成后將成為“油、氣、氫、電、服”五位一體的綜合加能站,每日加氫能力達(dá)到1000千克,能為香港的公交車、物流車、私家車等提供全天候加氫服務(wù)。
◤ 我國首座商業(yè)化分布式氨制氫加氫一體站建成投運
2023年12月8日,我國首座商業(yè)化分布式氨制氫加氫一體站——廣西石油南寧振興加能站建成并成功投運。該站采用中國石化自主研發(fā)的分布式氨制氫成套技術(shù),日產(chǎn)500千克99.999%高純度氫氣,制氫規(guī)模為同類型最大,可滿足40多輛氫燃料車日用氫需求,標(biāo)志著中國石化已掌握分布式電解水制氫、天然氣制氫、甲醇制氫和氨制氫全套站內(nèi)制氫技術(shù)。
◤ 中國石化首座煉油銷售一體化“微管網(wǎng)”加氫站投運
2023年12月20日,山東石油“微管網(wǎng)”加氫站投運,齊魯石化生產(chǎn)的氫氣通過管道輸送到該加氫站。這是中國石化首座煉油銷售一體化“微管網(wǎng)”加氫站,是山東省首座管道輸氫到站示范項目。相較傳統(tǒng)的車輛運輸方式降低運費80%,實現(xiàn)了安全高效運輸氫氣。該站日加氫500千克,氫氣純度在99.997%以上,是由山東石油、齊魯石化、化工銷售有限公司等攜手打造的“氣-站-車”一體化應(yīng)用場景先行案例。
◤ 我國西南地區(qū)最大氫燃料電池供氫中心投運
2023年12月20日,中國石化在西南地區(qū)首個供氫中心——3000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時氫燃料電池供氫加氫項目在重慶投入運營。該項目是我國西南地區(qū)最大的燃料電池車用氫供應(yīng)中心,滿負(fù)荷運行條件下每日可向社會供應(yīng)純度為99.999%的高純度氫6400千克,可滿足260輛氫燃料物流重卡的用氫需求。
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