來(lái)源:《中國(guó)石化》雜志2023年第8期 時(shí)間:2023-08-01 08:00
劉會(huì)友
中國(guó)石化發(fā)展計(jì)劃部副總經(jīng)理兼新能源辦公室主任、集團(tuán)公司首席專家
(摘要)中國(guó)石化將氫能作為新能源業(yè)務(wù)發(fā)展的核心,聚焦氫能交通和綠氫煉化兩大領(lǐng)域,以“打造中國(guó)第一氫能公司”為目標(biāo),大力推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,穩(wěn)步推進(jìn)“雙碳”工作
(正文)氫能是近幾年能源轉(zhuǎn)型發(fā)展必談的話題,綠氫煉化是煉化企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑,是氫能工業(yè)化應(yīng)用的重要場(chǎng)景之一。我國(guó)石化耦合綠氫降碳的工業(yè)化具有可行性,按照“國(guó)家有布局、市場(chǎng)有需求、發(fā)展有效益、戰(zhàn)略有協(xié)同”的思路,中國(guó)石化從頂層設(shè)計(jì)、課題研究到項(xiàng)目落地付出了諸多努力,在加氫終端布局、綠氫煉化項(xiàng)目建設(shè)、制氫技術(shù)研發(fā)等方面取得顯著成效??傮w來(lái)說(shuō),石化行業(yè)耦合綠氫降碳前景廣闊。
全球氫能產(chǎn)業(yè)得到廣泛關(guān)注,我國(guó)石化耦合綠氫降碳的工業(yè)化具有可行性
氫既有能源屬性又可以作為原料參與化學(xué)反應(yīng),在煉化、冶金等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。去年我國(guó)氫氣總產(chǎn)量3500多萬(wàn)噸,其中煤、天然氣等化石能源制氫占比77%。中國(guó)石化各煉化及煤化工企業(yè)2022年的氫氣總產(chǎn)量約430萬(wàn)噸,占全國(guó)制氫總量12%左右。其中,煤、天然氣等化石能源制氫約225萬(wàn)噸、碳排放量較大??傮w看,氫氣主要是作為原材料利用,直接作為能源使用的占比僅為0.03%左右。
氫能是實(shí)現(xiàn)碳中和的最佳能源載體。近三年來(lái),全球氫能產(chǎn)業(yè)得到廣泛關(guān)注,并在產(chǎn)用規(guī)模、技術(shù)迭代、支持政策、項(xiàng)目推進(jìn)、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、跨境貿(mào)易等方面均取得積極進(jìn)展。同時(shí),全球氫能產(chǎn)業(yè)合作及中方企業(yè)氫能“走出去”正持續(xù)推進(jìn),美國(guó)空氣產(chǎn)品、德國(guó)蒂森克虜伯參與沙特NEOM項(xiàng)目,英國(guó)bp和荷蘭殼牌聯(lián)合中標(biāo)阿曼綠氫項(xiàng)目土地,德國(guó)斯文德能源明確2030年前在哈薩克斯坦建設(shè)200萬(wàn)噸綠氫工廠項(xiàng)目(20GW,約占?xì)W盟2030年綠氫進(jìn)口目標(biāo)的1/5)。近期,中廣核和中國(guó)能建對(duì)外分別公布巴西14GW綠氫項(xiàng)目及摩洛哥32萬(wàn)噸/年綠氫項(xiàng)目的消息。2022年底以來(lái),習(xí)近平總書記已經(jīng)在“中國(guó)-阿盟”、中法以及“中國(guó)-西亞”等多個(gè)多邊、雙邊外交場(chǎng)合提出擴(kuò)大氫能國(guó)際合作規(guī)模。今年7月27日,習(xí)近平總書記在四川廣元、德陽(yáng)等地調(diào)研時(shí),對(duì)能源發(fā)展再次提出“要科學(xué)規(guī)劃建設(shè)新型能源體系,促進(jìn)水風(fēng)光氫天然氣等多能互補(bǔ)發(fā)展”。
當(dāng)前,我國(guó)已出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)多個(gè)相關(guān)政策。其中國(guó)家發(fā)改委、能源局聯(lián)合發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃》從頂層設(shè)計(jì)上對(duì)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了指導(dǎo),明確了氫能戰(zhàn)略定位、指導(dǎo)思想、基本原則和發(fā)展目標(biāo)等。提出到2025年,形成較為完善的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制度政策環(huán)境,產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高,基本掌握核心技術(shù)和制造工藝,初步建立較為完整的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)體系。氫能示范應(yīng)用取得明顯成效,可再生能源制氫量達(dá)到10萬(wàn)-20萬(wàn)噸/年。到2030年,可再生能源制氫廣泛應(yīng)用,有力支撐碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。工業(yè)和信息化部等6部委聯(lián)合推出的《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》,鼓勵(lì)企業(yè)開發(fā)利用綠氫,推進(jìn)煉化與綠氫等產(chǎn)業(yè)耦合示范等。內(nèi)蒙古自治區(qū)政府和湖南、廣西、貴州等省政府也出臺(tái)了相關(guān)政策,推動(dòng)發(fā)展綠氫化工。
石化行業(yè)耦合綠氫應(yīng)用場(chǎng)景多樣,傳統(tǒng)石化行業(yè)用氫領(lǐng)域的合成氨、甲醇、現(xiàn)代煤化工、煉油等業(yè)務(wù)均適用,具體與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)布局和項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性息息相關(guān)。根據(jù)各地風(fēng)光條件不同有所差別,我國(guó)西部、北部地區(qū)風(fēng)光資源較好、未開發(fā)地較多,適合開展大規(guī)模風(fēng)光發(fā)電制氫并就地供應(yīng)當(dāng)?shù)厥髽I(yè);我國(guó)東部沿海石化企業(yè)適宜開展大規(guī)模海上風(fēng)電+適度規(guī)模制氫路線,具體制氫規(guī)模和推進(jìn)速度需要根據(jù)海上風(fēng)電技術(shù)成本的進(jìn)步情況來(lái)穩(wěn)妥把握。
我國(guó)石化耦合綠氫降碳的工業(yè)化具有可行性。一是我國(guó)石化行業(yè)有得天獨(dú)厚的風(fēng)光資源優(yōu)勢(shì)。我國(guó)風(fēng)光等可再生能源資源潛力巨大,已明確2030年風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上,其中在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)規(guī)劃建設(shè)4.5億千瓦大型風(fēng)光基地建設(shè)。石化企業(yè)油氣田礦區(qū)很多位于沙漠、戈壁、荒漠地區(qū),與我國(guó)優(yōu)質(zhì)風(fēng)光資源高度重合,具有獲取風(fēng)光資源優(yōu)勢(shì)。二是石化行業(yè)可實(shí)現(xiàn)可再生資源就地融合利用。石化企業(yè)自身是用電大戶,西北部可利用優(yōu)質(zhì)風(fēng)光資源發(fā)電制氫就地供應(yīng)當(dāng)?shù)厥突て髽I(yè),東南部可以利用海上風(fēng)電制氫就地供應(yīng)沿海石油化工企業(yè),或建設(shè)大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸氫管道,解決運(yùn)輸成本高等問(wèn)題,助力石化企業(yè)節(jié)能降碳。
目前,我國(guó)石化行業(yè)耦合綠氫降碳還處于工業(yè)示范階段。如果考慮石化產(chǎn)業(yè)因綠氫替代帶來(lái)的減物耗、降碳排、節(jié)能和提產(chǎn)等帶來(lái)的其他效益,相信石化耦合綠氫降碳項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),石化行業(yè)耦合綠氫降碳符合能源發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,是實(shí)現(xiàn)碳中和的必然要求,具有可行性,發(fā)展前景廣闊。由于該技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)石化工藝流程再造與新能源耦合體系的構(gòu)建,將對(duì)石化行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,所以石化企業(yè)需要提早部署和謀劃。
中國(guó)石化積極推進(jìn)氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè),助力構(gòu)建新型能源體系、保障國(guó)家能源安全
“雙碳”目標(biāo)背景下,隨著綠電制綠氫的不斷示范應(yīng)用,綠氫煉化將成為中國(guó)石化煉化業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑,同時(shí)也是中國(guó)石化打造中國(guó)第一氫能公司、實(shí)現(xiàn)“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局、建成世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司的重要抓手和重要環(huán)節(jié),是中國(guó)石化貫徹落實(shí)黨的二十大精神、加快綠色低碳轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要行動(dòng)。
完善頂層設(shè)計(jì),制定發(fā)展規(guī)劃。為貫徹落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于“雙碳”目標(biāo)的重大戰(zhàn)略部署,中國(guó)石化制定了《“十四五”氫能發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》,以“打造中國(guó)第一氫能公司”為目標(biāo),聚焦氫能交通和綠氫煉化兩大領(lǐng)域,積極推進(jìn)和引領(lǐng)氫能業(yè)務(wù)發(fā)展。
積極開展我國(guó)氫走廊建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)研究等課題,推進(jìn)氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。以建設(shè)國(guó)家氫能交通大動(dòng)脈為依托,打造京津冀蒙、大灣區(qū)、長(zhǎng)江流域等典型走廊示范線。同時(shí),按照“科技支撐、產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)、融通帶動(dòng)、開放合作”的總體思路,已與10余個(gè)?。ㄊ校┖炗喠藲淠芎献飨嚓P(guān)協(xié)議,協(xié)助河南省、山東省、雄安新區(qū)等地方政府編制氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,積極融入?yún)⑴c地方氫能發(fā)展規(guī)劃。充分發(fā)揮氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)專家咨詢委員會(huì)的智庫(kù)作用,為氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展建言獻(xiàn)策。作為國(guó)際氫能理事會(huì)董事成員、國(guó)際氫能與燃料電池協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)單位等,深度參與全球氫能產(chǎn)業(yè)治理,提升我國(guó)在國(guó)際氫能領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。
綠氫煉化方面,按照“氫電一體、綠氫減碳”的發(fā)展方向,依托煉化基地大力開展集中式風(fēng)電、光伏開發(fā),布局大型可再生能源發(fā)電—制氫—儲(chǔ)氫—利用項(xiàng)目。
新疆庫(kù)車2萬(wàn)噸/年綠氫項(xiàng)目已于6月30日產(chǎn)出綠氫。項(xiàng)目所制綠氫就地供應(yīng)塔河煉化替代天然氣制氫,用于煉油加工,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫耦合低碳發(fā)展。項(xiàng)目通過(guò)自建電力專線,利用光伏發(fā)電直接制氫,同時(shí)建設(shè)儲(chǔ)氫球罐實(shí)現(xiàn)氫儲(chǔ)能以解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定性,保證下游用戶用氫穩(wěn)定性。
鄂爾多斯3萬(wàn)噸/年綠氫項(xiàng)目已于2023年2月啟動(dòng)建設(shè),項(xiàng)目通過(guò)風(fēng)光耦合所制綠氫就地供應(yīng)中天合創(chuàng)生產(chǎn)高端綠色化工材料,實(shí)現(xiàn)綠電綠氫耦合煤化工綠色低碳發(fā)展。
烏蘭察布一期10萬(wàn)噸/年(遠(yuǎn)期50萬(wàn)噸/年)綠氫項(xiàng)目所產(chǎn)綠氫通過(guò)1100多公里的管道輸送至京津冀地區(qū),市場(chǎng)覆蓋北京燕山石化、石家莊煉化、天津石化等京津冀地區(qū)煉化企業(yè),用于替代現(xiàn)有的化石能源制氫,以及管道沿線的交通、工業(yè)用氫等,助力實(shí)現(xiàn)京津冀地區(qū)綠色低碳發(fā)展。
氫能交通應(yīng)用方面,重點(diǎn)圍繞“3+2”氫燃料電池汽車示范城市群及山東、成渝等重點(diǎn)地區(qū),加快布局氫能重卡、氫能大客車、氫能物流走廊、港口園區(qū)等應(yīng)用場(chǎng)景的加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè),截至目前已累計(jì)發(fā)展加氫站超100座,國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)占有率超30%,成為全球擁有、運(yùn)營(yíng)加氫站數(shù)量最多的企業(yè)。
以上大型綠電制綠氫項(xiàng)目及加氫站等基礎(chǔ)設(shè)施的大力實(shí)施,不僅是構(gòu)建新型能源系統(tǒng)、保障國(guó)家能源安全的重要舉措,同時(shí)也帶動(dòng)了一批國(guó)內(nèi)企業(yè)積極加入氫能裝備的研發(fā),相關(guān)裝備制造產(chǎn)業(yè)的技術(shù)取得突破、制造成本迅速下降。堿性電解槽生產(chǎn)企業(yè)也從最初為數(shù)不多的幾家發(fā)展為現(xiàn)在的30余家,呈現(xiàn)雨后春筍般的發(fā)展局面。
將氫上升為能源資源推進(jìn)發(fā)展時(shí),仍存在部分現(xiàn)實(shí)問(wèn)題
氫作為工業(yè)生產(chǎn)原料時(shí),中國(guó)石化在幾十年的煉油化工生產(chǎn)中已具備成熟、豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),但近年來(lái)將氫(特別是藍(lán)氫、綠氫)上升為能源資源推進(jìn)發(fā)展時(shí),我們也遇到了部分現(xiàn)實(shí)問(wèn)題:
一是氫能應(yīng)用場(chǎng)景有待豐富。雖然國(guó)內(nèi)已出臺(tái)了相關(guān)政策及規(guī)劃鼓勵(lì)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,但政策主要針對(duì)氫能交通(燃料電池汽車)領(lǐng)域,在工業(yè)、建筑、發(fā)電領(lǐng)域的氫能應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域并未出臺(tái)具體支持鼓勵(lì)政策,而以上領(lǐng)域的用氫及脫碳需求比交通領(lǐng)域更為迫切。此外,當(dāng)前氫能交通領(lǐng)域受經(jīng)濟(jì)性及有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制約,實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景仍然較窄,氫燃料電池車輛保有量增長(zhǎng)較慢、實(shí)際利用率不高,部分地方政府補(bǔ)貼難以落實(shí)且有退坡趨勢(shì)。
二是綠氫成本競(jìng)爭(zhēng)力有待提升。我國(guó)綠氫資源富集區(qū)與主要應(yīng)用市場(chǎng)區(qū)域錯(cuò)位,風(fēng)光等可再生資源主要在西北部,綠氫煉化、交通應(yīng)用主要集中在東部、南部及沿海地區(qū)。綠電制氫成本短期內(nèi)將仍高于化石能源制氫,全面推廣煉油化工、交通領(lǐng)域的綠氫應(yīng)用還需依賴于技術(shù)進(jìn)步降本和相關(guān)政策支持。
三是氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)裝備的效率、可靠性及耐久性有待提高。
四是氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)審批標(biāo)準(zhǔn)體系有待進(jìn)一步完善。加氫站、長(zhǎng)距離純氫輸送管道等氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在規(guī)劃、立項(xiàng)、審批、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管等方面的具體政策制度還需要進(jìn)一步完善。為此,提出建議如下:
一是推動(dòng)完善綠氫生產(chǎn)支持政策。支持將可再生能源制綠氫納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)目錄,在綠氫生產(chǎn)配套的光伏、風(fēng)電等資源配置、電網(wǎng)支持政策(上網(wǎng)及消納政策、增量配電網(wǎng)政策),儲(chǔ)氫作為儲(chǔ)能的補(bǔ)貼政策等方面出臺(tái)配套鼓勵(lì)措施,支持示范項(xiàng)目落地。
二是推動(dòng)打造氫能應(yīng)用示范場(chǎng)景支持政策。出臺(tái)政策鼓勵(lì)站內(nèi)制氫、儲(chǔ)氫和加氫一體化的加氫站模式。出臺(tái)鼓勵(lì)措施,對(duì)當(dāng)前新能源車輛(含燃料電池汽車)不得運(yùn)輸?;返南拗浦鸩接行蚍砰_,擴(kuò)大燃料電池汽車行駛路權(quán),拓展燃料電池汽車應(yīng)用場(chǎng)景。
三是加快打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新支撐平臺(tái),設(shè)立氫能國(guó)家重大專項(xiàng),鼓勵(lì)相關(guān)企業(yè)積極研發(fā)新技術(shù)、新材料,不斷提升我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)裝備技術(shù)自主化水平。
四是支持綠氫生產(chǎn)和氫燃料電池等碳排放方法學(xué)開發(fā),加快全國(guó)CCER(國(guó)家核證自愿減排量)市場(chǎng)啟動(dòng)和后續(xù)氫能項(xiàng)目開發(fā)和備案。中國(guó)石化正在與相關(guān)研究單位共同推動(dòng)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。
五是推動(dòng)完善氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)審批標(biāo)準(zhǔn)體系。制定完善加氫站、分布式綠電制氫、運(yùn)氫車輛、長(zhǎng)距離純氫輸送管道等氫能應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,以及氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在規(guī)劃、立項(xiàng)、審批、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管相關(guān)方面的具體政策制度。
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