库车绿氢示范项目的建成投产,不仅首次贯通了光伏发电、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,而且还形成了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,将为绿电制绿氢产业发展提供可复制、可推广的示范案例。
8月30日,中国石化宣布,我国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——新疆库车绿氢示范项目全面建成投产,这标志着我国绿氢规模化工业应用实现零的突破,也被业界认为是我国绿氢产业发展的一个里程碑。
中国石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理范林松表示,该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了国产化,有效促进了我国氢能装备和氢能产业链发展。
9700多亩土地上安装50多万块光伏板
氢能被称为“21世纪的终极能源”。国际氢能源委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》称,2050年,全球氢能源需求将增至目前的10倍,产业链产值将超过2.5万亿美元。
另据中国氢能联盟预计,至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占比将超10%,产业链年产值将达12万亿元。
那么何谓绿氢?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》,氢气一般分为低碳氢、清洁氢与可再生氢,俗称灰氢、蓝氢和绿氢。
灰氢指的是通过化石燃料(石油、天然气和煤)制取的氢,在制取过程中碳排放强度相对较大;蓝氢指的是利用化石燃料制取的氢,同时配合碳捕捉和碳封存技术,碳排放强度相对较低;绿氢指的是利用风电、水电、太阳能、核电等可再生能源,通过电解的方式制取的氢,制氢过程完全没有碳排放。
国际投资银行高盛集团此前发布的报告认为,绿氢已成为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。
由光伏电和风电构成的绿电,是生产绿氢最理想的能量来源。光伏发电直接制造绿氢,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。由此产生的绿氢将被运送到炼厂、钢铁厂等应用端,替代原有的灰氢和蓝氢。
占地9700多亩的库车绿氢示范项目,安装了50多万块光伏板。当太阳光照射到光伏板表面时,受激发产生的游离电子会在内部电场的作用下定向移动,于是形成了电流。
项目作业团队通过专业的辐照计算软件测算光伏组件的最佳倾角,确保组件全年接受的太阳辐射最大化,并选择双玻璃面板增加太阳光利用率。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。
随后,这些绿电将由23.7公里长的输电线路输送至绿氢工厂。在制氢车间的52台电解槽中,远道而来的绿电将配置好的碱液电解成氢气和氧气。氢气经过提纯后,将被送往10个巨大的球形储罐,并最终被送往中国石化塔河炼化公司,用于替代过去炼油加工中一直使用的灰氢,实现炼油产品绿色化。
重大设备及核心材料全部实现国产化
“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则表示,这是第一次把绿氢引入炼油企业来进行加工。“我们的两套天然气制氢系统最终会完全停用,每年大概可以减少天然气使用量2.4万吨,这是实现绿色炼油的一个探索。”
范林松表示,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。
举例来说,光伏等可再生能源发电量具有一定的波动,如果遇上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,范林松说,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。
未来10—15年是绿氢产业发展关键阶段
库车绿氢示范项目的建成投产,不仅首次贯通了光伏发电、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,而且还形成了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,将为绿电制绿氢产业发展提供可复制、可推广的示范案例。
除了库车绿氢示范项目外,今年2月,中国石化还启动建设了鄂尔多斯3万吨/年绿氢项目。该项目将通过风光耦合所制绿氢就地供应中天合创能源有限责任公司生产高端绿色化工材料。
但总体而言,范松林认为,绿氢工业还仍处于产业发展初期阶段,规模化工业应用主要面临技术、成本、应用场景不完善等问题。
当前主流绿氢技术路线,主要为碱性水电解制氢技术(AE)和质子交换膜水电解制氢技术(PEM)。业内人士称,我国AE制氢技术水平与国外相近,拥有完全自主知识产权的设备制造、工艺集成能力。在PEM制氢技术方面,我国尚处于研发走向工业化的前期阶段,电解槽的质子交换膜和膜电极等核心技术和装备目前主要依赖进口。
其中,电解水制氢系统在制氢站总成本中的占比约为80%,且技术壁垒较高,因此电解槽的成本和技术的进一步革新,是绿氢产能更上一层楼的关键。
业内专家分析,未来10—15年将是绿氢产业从培育期走向商业化初期的关键阶段,绿电绿氢一体化生产、氢能基础设施和氢基碳中和解决方案等将逐步走向成熟;再用15年左右时间,绿氢在主要应用领域有望实现规模化部署。(记者 操秀英)
2024年闽台艺术青年音乐会开幕,本次音乐会由省文旅厅主办,是第九届福建艺术节和两岸艺术青年欢乐汇的重要配套活动。
8月19日,民族歌剧《山海情》点映座谈会在福州举行。演出第一幕,一段混声合唱就将观众带到了贫瘠的戈壁滩。
日前,福建京剧院新编现代京剧《连家灯火》在福州凤凰剧院上演,用京剧艺术的形式推动党的二十届三中全会精神深入人心,讴歌新中国成立75年来的辉煌成就 ...
在9日进行的英超足球联赛中,利物浦在先丢两球的情况下以2:2逼平阿森纳,延缓了“领头羊”的前进速度。水晶宫凭借奥利塞的助攻“帽子戏法”,以5:1 ...
2022-2023赛季法甲足球联赛9日结束了第30轮的全部比赛,积分榜排名第三的马赛在客场被洛里昂以0:0逼平,错失了追赶联赛“领头羊”的机会。 ...
葡萄牙体育队9日晚在葡超足球联赛第27轮比赛中客场以4:3险胜“升班马”卡萨皮亚队,继续排名联赛第四,距离欧冠区还有5分的差距。
2022-2023赛季中国男子篮球职业联赛(CBA)季后赛12进8附加赛10日晚继续进行,北京和广厦分别在主场轻松获胜,在三场两胜的赛制中占得先 ...
当日,中国女足在西班牙伊维萨岛进行赛前训练。作为备战今年女足世界杯的热身赛之一,中国女足与西班牙女足的热身赛将于11日举行。
这位不满26岁的年轻人是否还能更进一步?对于这一疑问,无论王嘉男的中方主管教练还是田径界专家都显示出信心,认为他还有不小的上升空间。
世界乒乓球职业大联盟(WTT)冠军赛布达佩斯站18日在布达佩斯奥林匹克中心拉开战幕,中国选手马龙轻松晋级,陈梦逆转胜出。
2023女足世界杯是该赛事第一次扩大为32支球队参加,由澳大利亚和新西兰联合举办。根据赛程,揭幕战将于7月20日在奥克兰上演,决赛将于8月20日 ...
国家体育总局排球运动管理中心10日发布了《体育总局排球中心关于选聘国家女排主教练的公告》,中国女排新任主帅的选聘工作正式启动。
根据赛程,四个小项的短节目和韵律舞比赛将于14日展开,15日进入自由滑和自由舞比拼,16日则将按照国际赛事惯例进行表演滑。
智库邀请权威学者和知名医师加入,以公益、医疗和科研为三个抓手,旨在充分发挥专家的社会影响力和专业权威性,倡导科学的健身理念,以体育促进大众身心全 ...
“看人,要找人防守,上来阻挡一下。”在广西天等县小山乡中心小学的运动场上,体育老师张世强盯着队员们训练时的跑动情况,不时提醒。
第18届建桥杯中国女子围棋公开赛本赛27日在浙江长兴大唐贡茶院揭开战幕。不久前刚获得全运会混双冠军的老将芮乃伟九段首轮爆冷不敌赵贯汝,被淘汰出局 ...
哈萨克斯坦奥林匹克委员会国际司司长阿利姆然·阿卡耶夫24日表示,针对北京2022年冬奥会和冬残奥会的备战工作正在哈萨克斯坦全面展开,希望哈国运动 ...