氫能是未來(lái)能源技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向，是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的重要手段。中國(guó)石化加快構(gòu)建“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局，搶抓氫能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，落好關(guān)乎發(fā)展大局的關(guān)鍵一子，把氫能作為公司新能源業(yè)務(wù)的主要發(fā)展方向，逐步培育并壯大中國(guó)石化氫能產(chǎn)供銷一體化產(chǎn)業(yè)鏈，推進(jìn)打造中國(guó)第一氫能公司。
中國(guó)石化擁有國(guó)內(nèi)最大的制氫能力，積累了儲(chǔ)運(yùn)使用等方面經(jīng)驗(yàn)
目前，中國(guó)石化擁有國(guó)內(nèi)最大的制氫能力，年生產(chǎn)量達(dá)350萬(wàn)噸，占全國(guó)氫氣產(chǎn)量的14%。此外，中國(guó)石化在氫的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加注、使用環(huán)節(jié)都有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，而這正是中國(guó)石化打造第一氫能公司的底氣所在。
目前，氫能產(chǎn)業(yè)主要包括4個(gè)環(huán)節(jié)：制氫、輸氫、加氫、用氫。
制氫方面，目前業(yè)內(nèi)主要有3種制氫方式：副產(chǎn)氫提純、化石能源重整制氫、電解水制氫。中國(guó)石化煉化企業(yè)工業(yè)副產(chǎn)氫和煤制氫、天然氣制氫技術(shù)已相對(duì)成熟，為中國(guó)石化發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)奠定了基礎(chǔ)。
“煉廠分布在全國(guó)各地，為未來(lái)覆蓋全國(guó)的加氫站供氫提供了可能。此外，煉廠的選址也考慮了水源分布，為下一步電解水制綠氫提供了優(yōu)勢(shì)條件。”煉油事業(yè)部氫能專家說(shuō)。
輸氫方面，根據(jù)我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)，目前氫在我國(guó)尚未作為能源進(jìn)行管理，而是作為危化品管理，儲(chǔ)氫和運(yùn)氫對(duì)專業(yè)性要求很高。中國(guó)石化作為上中下游一體化的能源化工公司，有著多年氣液儲(chǔ)運(yùn)和危化品儲(chǔ)運(yùn)管理經(jīng)驗(yàn)，已建成3條氫氣長(zhǎng)輸管線，其中巴陵至長(zhǎng)嶺氫氣輸送管線全長(zhǎng)42公里，是國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)氫氣長(zhǎng)輸管線。
加氫和用氫方面，目前我國(guó)乃至全世界的氫能應(yīng)用場(chǎng)景都很少。在大眾較為熟悉的氫能車交通領(lǐng)域，存在著先發(fā)展加氫站還是先發(fā)展氫能汽車的爭(zhēng)議。氫能源正處于發(fā)展起步階段，需要行業(yè)每一個(gè)鏈條上貢獻(xiàn)者的努力。中國(guó)石化作為特大型能源化工公司，一方面可以和國(guó)內(nèi)外車企合作，共同培育氫能源商用車、乘用車市場(chǎng);另一方面，中國(guó)石化可以在科研、生產(chǎn)、銷售等領(lǐng)域全面發(fā)力。其中，加氫站是氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重點(diǎn)，目前，在加油站基礎(chǔ)上改建、擴(kuò)建加氫站，已在日本、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)被證明是加快加氫站網(wǎng)絡(luò)布局的重要方式。中國(guó)石化擁有國(guó)內(nèi)最大交通能源營(yíng)銷網(wǎng)絡(luò)，改擴(kuò)建加氫站邊際成本低，可以快速布局加氫站網(wǎng)絡(luò)體系。
系統(tǒng)布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，助力原創(chuàng)性技術(shù)突破
目前，制約氫能發(fā)展的瓶頸主要集中于兩個(gè)方面：一是技術(shù)不成熟等因素帶來(lái)的成本問(wèn)題;二是法律法規(guī)不完善，應(yīng)用場(chǎng)景不足，商業(yè)模式不成熟。
氫能賦予了“一基兩翼三新”產(chǎn)業(yè)格局新內(nèi)涵，中國(guó)石化利用強(qiáng)大的研發(fā)、生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，在諸多領(lǐng)域取得了突破。
2020年9月，高橋石化高純氫氣生產(chǎn)示范裝置一次開車成功，這是擁有中國(guó)石化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的首套高純氫氣生產(chǎn)示范裝置，產(chǎn)品氫氣純度達(dá)99.999%，其原料是低成本的煉油裝置副產(chǎn)氫氣，采用大連院自主研發(fā)的高選擇性定向除雜專用吸附劑，具有投資少、占地小、能耗低等優(yōu)勢(shì)，將有力推動(dòng)燃料電池車用氫氣成本下降。
目前，燕山石化和廣州石化兩家企業(yè)各自建設(shè)的2000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)燃料電池車用高純氫示范項(xiàng)目已正式投運(yùn)，并在取得充裝許可證后對(duì)外供應(yīng)高純氫氣。由海南煉化牽頭設(shè)計(jì)建設(shè)的海南省首個(gè)氫氣充裝設(shè)施于4月16日投用，解決了島內(nèi)高純度氫氣來(lái)源問(wèn)題，為海南省氫能發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。
凡事預(yù)則立。多年來(lái)，中國(guó)石化對(duì)科研的投入和提前布局，讓發(fā)展氫能更具底氣。
2018年9月，中國(guó)石化成立新能源研究所，為中國(guó)石化發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐和決策咨詢。成立兩年多來(lái)，新能源研究所搭建了氫氣純化、電解水制氫和燃料電池技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，承擔(dān)科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目——燃料電池車用氫氣純化技術(shù)研究，開發(fā)了煉廠副產(chǎn)氫生產(chǎn)燃料電池級(jí)氫氣專用吸附劑。成功開發(fā)電解水制氫專用鉑碳陰極催化劑和銥系陽(yáng)極催化劑，完成專利網(wǎng)布局，并利用自主研發(fā)的催化劑裝配15千瓦級(jí)質(zhì)子交換膜電解水制氫裝置，能效指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
各大研究院結(jié)合實(shí)際，在新材料等多領(lǐng)域開展科研攻關(guān)。石科院開發(fā)的高純氫分析檢測(cè)技術(shù)已獲得CMA和CNAS資質(zhì)認(rèn)證，具備燃料電池氫氣檢測(cè)資質(zhì)。大連院目前正加速推進(jìn)全品類氫源的全流程解決方案，解決全產(chǎn)業(yè)鏈流程較長(zhǎng)、上中下游發(fā)展不均衡、部分關(guān)鍵核心設(shè)備依賴進(jìn)口、氫源成本高等難題。
綠氫未來(lái)會(huì)成為主場(chǎng)，加氫像加油一樣方便
“十四五”期間，中國(guó)石化規(guī)劃建設(shè)百萬(wàn)噸綠氫示范項(xiàng)目，目前綠氫項(xiàng)目前期工作正在加快推進(jìn)。
“按照現(xiàn)有情況，新疆項(xiàng)目建成后有望成為世界上最大的綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目。”新星公司發(fā)展計(jì)劃部的陳文鋼告訴記者，該公司正布局新疆太陽(yáng)能發(fā)電制氫和內(nèi)蒙古太陽(yáng)能發(fā)電加風(fēng)電制氫項(xiàng)目，兩個(gè)項(xiàng)目年產(chǎn)綠氫規(guī)模都超過(guò)現(xiàn)有世界上的同類項(xiàng)目。
可再生能源電解水制氫，也就是人們常說(shuō)的綠氫，是最環(huán)保的制氫途徑，成本較高，面臨著光伏、風(fēng)電等電源高波動(dòng)性帶來(lái)的一系列制氫、儲(chǔ)氫及控制系統(tǒng)等方面技術(shù)問(wèn)題。
中國(guó)石化把這項(xiàng)任務(wù)交給了新星公司。
“光伏、風(fēng)電等可再生能源制氫最大的瓶頸，是把發(fā)電和制氫兩個(gè)環(huán)節(jié)耦合起來(lái)并進(jìn)行控制，同時(shí)降低氫氣成本。”陳文鋼說(shuō)。對(duì)此，新星公司建立了尚屬世界首創(chuàng)的波動(dòng)電源制氫技術(shù)模型，突破一系列技術(shù)難題，形成專有的控制策略和控制技術(shù)。
同時(shí)，為了滿足東部城市氫基交通使用綠氫需要，新星公司同步在山東布局兩個(gè)規(guī)模較小的光伏發(fā)電制氫項(xiàng)目，為東部沿海城市探索交通用綠氫發(fā)展途徑提供經(jīng)驗(yàn)。
加氫基礎(chǔ)設(shè)施是氫能利用中的重要環(huán)節(jié)。中國(guó)石化現(xiàn)已全面展開相關(guān)建設(shè)，除了已經(jīng)運(yùn)行的10座加氫站，今年要建成運(yùn)行100座，“十四五”期間建成1000座加氫站，對(duì)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行系統(tǒng)布局，讓加氫像加油一樣方便。在中國(guó)石化的規(guī)劃中，加油站將逐步向“油氣氫電服”綜合加能站轉(zhuǎn)型。
