塔克拉瑪干沙漠北緣的庫車市以東，一座占地280畝的綠氫工廠拔地而起。20多公里外，天山腳下，戈壁灘上，55萬塊光伏板如銀色海洋般鋪展開來，它們捕捉著每一縷陽光，將其轉(zhuǎn)化為清潔的電能，源源不斷向這座綠氫工廠輸電，隨后將進一步轉(zhuǎn)化為氫能。

這座被稱為“綠氫工廠”的建筑，是由中國石化新星新疆綠氫新能源有限公司投資建設(shè)的我國規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項目。2023年8月，隨著中石化新疆庫車綠氫示范項目全面建成投產(chǎn)，標志著我國綠氫萬噸級規(guī)模化工業(yè)應用實現(xiàn)零的突破。在成為當?shù)匦碌貥说耐瑫r，該項目將國內(nèi)綠氫規(guī)?；I(yè)應用水平推上新高度。

截至7月28日，該項目自順利產(chǎn)氫以來已安全平穩(wěn)運行394天，突破性解決了新能源波動電力場景下柔性制氫并向下游煉化企業(yè)連續(xù)穩(wěn)定供應難題，開創(chuàng)了我國化工領(lǐng)域深度脫碳新發(fā)展路徑。

萬噸氫生產(chǎn)全程沒有碳排放

7月29日，記者跟隨2024自治區(qū)高質(zhì)量發(fā)展調(diào)研行主題采訪團來到中石化新疆庫車綠氫示范項目綠氫工廠，項目中心控制室的大屏上，顯示著綠氫示范項目流程圖。

“所謂綠氫，是指利用可再生能源通過電解水的方式生產(chǎn)的氫氣。項目的整個產(chǎn)業(yè)鏈貫通光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運、綠氫煉化生產(chǎn)流程。首先由300兆瓦光伏發(fā)電，把電從光伏廠送到制氫廠，制氫廠降壓以后，輸送到電解槽生產(chǎn)車間，通過電解槽堿性電解水進行電解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，氫氣進一步純化后，可滿足下游企業(yè)使用條件，全程沒有產(chǎn)生任何碳排放。”中石化新星新疆綠氫新能源公司總經(jīng)理毛炎云通過大屏幕演示的畫面介紹。

庫車有長時間的日照、豐富的天山水資源以及大量的戈壁荒灘和沙地，當?shù)乩霉夥l(fā)電制氫的條件優(yōu)越。毛炎云說，白天光伏發(fā)電時，項目制氫設(shè)備大負荷生產(chǎn)，通過6公里輸氫管廊輸送到用戶端，還有一部分儲存到儲氫罐當中，在夜間光伏不發(fā)電時可以調(diào)用儲罐里的氫，形成上游光伏發(fā)電，中游制氫到下游用氫的完整綠氫煉化產(chǎn)業(yè)鏈。

整個生產(chǎn)鏈條上，這些綠氫會被送往中石化塔河煉化有限責任公司，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，作為原料進行加氫反應，最終進入油品中，實現(xiàn)煉油產(chǎn)品綠色化。對煉化企業(yè)大規(guī)模利用綠氫實現(xiàn)碳減排具有重大示范效應。

目前，該項目每年制造綠氫2萬噸，減碳48.5萬噸，相當于每年植樹約28萬棵。

減碳項目解決多個技術(shù)難題

“作為全國最大規(guī)模的光伏發(fā)電直接制綠氫項目，項目建設(shè)中面臨著工藝技術(shù)新、規(guī)模大、無成熟工程案例可借鑒等難點?！泵自普f。

如何拓寬電解槽運行負荷波動范圍，是電解水制氫行業(yè)面臨的共性難題。

為解決這一難題，技術(shù)人員自主研發(fā)了一套適合大規(guī)模綠氫生產(chǎn)的先進智能控制系統(tǒng)，充分利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將新能源發(fā)電、電控設(shè)備與制氫設(shè)備同步響應匹配，實現(xiàn)了“荷隨源動”的智慧生產(chǎn)模式，以一體化智能控制等方式有效解決了新能源波動電力場景下穩(wěn)定供氫難題。

今年3月，該項目入選工業(yè)和信息化部2023年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)試點示范項目。

“我們這套控制系統(tǒng)會根據(jù)排產(chǎn)情況智能化選擇運行模式，實現(xiàn)最低的制氫成本。光伏電站每個時段的發(fā)電能力都不一樣，先進智能控制系統(tǒng)引入了很多大數(shù)據(jù)算法分析，使電控設(shè)備和制氫設(shè)備實現(xiàn)同步響應匹配，提高制氫對波動的適應性，達到最優(yōu)化運行?！敝惺瘓F新星石油有限責任公司氫能項目管理專家方虎說。

據(jù)了解，該項目所用的光伏組件、電解水制氫“心臟”電解槽、電解質(zhì)制備、閉式冷卻塔、儲氫罐等重大設(shè)備及核心材料全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，促進了我國氫能裝備和氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

方虎介紹，在運行過程中，企業(yè)不斷改進技術(shù)，取得一些突破性進展，先后完成了萬噸級電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)、綠氫產(chǎn)儲輸工藝技術(shù)、智能控制系統(tǒng)研發(fā)等創(chuàng)新成果，均實現(xiàn)了工業(yè)應用，項目已申報專利及專有技術(shù)10余項。

氫能應用場景不斷拓寬

在“雙碳”目標的大背景下，減碳已是一道必答題。

隨著中石化新疆庫車綠氫示范項目順利產(chǎn)氫，產(chǎn)出的氫氣通過管道輸送到中石化塔河煉化，標志著我國首次實現(xiàn)萬噸級綠氫煉化項目全產(chǎn)業(yè)鏈貫通。這對煉化企業(yè)大規(guī)模利用綠氫實現(xiàn)碳減排具有重要示范效應，為國內(nèi)可再生能源制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了可復制、可推廣的示范案例。

“萬噸級的光伏制氫把綠氫與傳統(tǒng)煉油工藝相耦合，替代了塔河煉化原有的兩套天然氣制氫工藝，每年大約可減少天然氣使用量約1億立方米，這是綠色煉油的一個探索?！狈交⒄f。

隨著項目的深入實施，中石化新疆庫車綠氫示范項目正逐步構(gòu)建起一個完整的綠色能源產(chǎn)業(yè)鏈，帶動光伏、儲能等相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展。據(jù)了解，燃料電池、電解水制氫設(shè)備等生產(chǎn)企業(yè)均被盤活。

“以電解槽為例，在該項目啟動前，國內(nèi)的1000Nm3/h電解槽年產(chǎn)量為30—40臺，但庫車綠氫示范項目就需要52臺，促進了國內(nèi)電解槽產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)?！泵自普f，電解槽產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能帶動風光制氫項目快速發(fā)展，通過拓展下游市場，打造更多氫能應用場景，對國家能源轉(zhuǎn)型有良好促進作用。

“當前，在阿克蘇地委、行署以及庫車市委市政府幫助下，我們正在開展氫能交通場景全產(chǎn)業(yè)鏈推進工作，將一部分運煤重卡換成氫能汽車。同時嘗試在儲能、工業(yè)、民用等領(lǐng)域逐步擴展綠氫應用場景，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈延鏈擴鏈?！泵自普f。