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油气企业布局氢能进展几何?-凯发登录首页

2023-02-04 来源:中国能源新闻网 浏览数:130

氢能作为绿色清洁的二次能源,是推动能源结构优化升级的理想媒介,也是油气企业生产经营深度脱碳的优质选择。2022年以来,油气企业积极在氢能领域谋篇布局,开展全产业链技术研究与示范应用,通过技术创新努力推动氢能产业向着高效益、规模化发展。

 氢能作为绿色清洁的二次能源,是推动能源结构优化升级的理想媒介,也是油气企业生产经营深度脱碳的优质选择。2022年以来,油气企业积极在氢能领域谋篇布局,开展全产业链技术研究与示范应用,通过技术创新努力推动氢能产业向着高效益、规模化发展。

绿电制氢获得多项示范应用
 
2022年以来,油气企业将制氢目光重点聚焦绿电制氢领域,利用可再生能源发电制氢。
 
中国石化于2022年9月发布实施的氢能中长期发展战略就提出,在现有炼化、煤化工制氢基础上,大力发展可再生电力制氢。
 
2022年11月,中国石化启动建设全球最大光伏绿氢项目——新疆库车2万吨/年绿电制氢示范工程,实现了国内首次光伏发电制氢规模化应用突破。旗下中原油田探索风力、光伏发电电解水制氢项目,项目进入开车准备阶段。中国石化自主研发的兆瓦级质子交换膜电解水制氢装置在燕山石化成功开车,该装置应用绿电进行生产。
 
对于利用陆上风电、光伏等绿电制氢,华北电力大学氢能技术创新中心主任刘建国指出,油气企业制取的氢气,可以应用于原油加工环节,实现深度加氢脱硫,也可用于化工原料制备过程,实现制备过程的加氢反应。而今,油气企业将制氢方向转移到绿氢项目上,主要基于炼化生产过程更清洁的考量。
 
对于未来如何大规模利用陆上可再生能源制氢,刘建国认为,跟化石能源、工业副产品制氢相比,陆上绿电制氢生产成本更高,未来大规模应用需要攻克技术难关以提高其经济性。此外,可再生能源基地多集中在三北地区,将绿电制成的氢气运到能源消费集中的东部沿海地区,需要解决长距离运输问题。未来可以考虑设计建设制加一体站,制成的氢气经过简单纯化加压后供应给氢燃料电池车,可解决长距离输氢经济性和灵活性问题。
 
中国海油则将目光聚焦在海上风电制氢领域。中海石油(中国)有限公司与浙江清华长三角研究院就海上风电制氢项目进行合作,重点推动海上风电制氢相关技术研究和示范项目落地。
 
我国对于海上风电制氢尚处于前期摸索阶段,当前尚无应用成果。由于客观应用场景不同,海上风电制氢相比陆上风电制氢存在一定差异。
 
刘建国表示,海上风电尚未实现平价上网,海上风电相比陆上风电的发电成本要高。当前我国依旧重视海上风电制氢研究,是因为海上风电制氢产地与主要用能位置(东部沿海地区)相近,需要考量的运输因素相对较少。当前海上风电总装机规模还不理想,但是具有发展潜力,未来有望提高装机规模。
 
“海上风电制氢还要解决海水腐蚀问题。海上风电塔筒表面做的防护层要比陆上风电塔筒更厚一些,防护层需要经受盐分的腐蚀。”刘建国说。
 
除海水腐蚀外,制氢水源也是海上风电制氢需要考虑的新问题。东北电力大学电气工程学院副教授孔令国表示,海上风电制氢获取淡水资源相对困难,需要将淡水资源从内陆运到海上,或将海水过滤、净化后制氢。国外已实现海水直接制氢,国内尚无应用案例,未来通过攻克相关技术难题也可利用海水直接制氢。
 
对于如何实现海上风电制氢,刘建国表示:“我国正在探索海上风电制氢模式。例如设想将制取好的氢气运到岸上,或是将风电输送到岸上再制氢。当前还有一种设想是在海上建立漂浮的化工厂,利用海上风电生产合成氨,然后进一步制氢。未来具体利用哪种模式制氢,取决于制氢技术的进展和终端市场的需求。”

加氢网络布局进程持续加快
 
从下游看,完善加氢网络是普及氢能应用的基础。当前氢燃料电池车应用范围日趋广泛,作为氢燃料电池汽车的动力补给站,推动加氢站建设势在必行。
 
2022年,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,提出支持依法依规利用现有加油加气站的场地设施改扩建加氢站。油气企业在多省加紧布局加氢站,在原有站点的基础上增设加氢功能。
 
中国石油在四川的首座加氢站——古城加油加氢站于2022年2月建成完工,在广东的首座加氢站——佛山罗格加氢站于2022年10月完成首车加注。这两个项目均为加油加氢合建站。2022年11月,中国石化在云南首座具有加氢功能的站点——丽江环城东路北综合加能站首次成功加氢。该站同时具备加油、充电、加氢的能力。
 
油气企业布局加氢网络时,一方面推进加氢站建设,另一方面也在着力建设加氢母站。后者除开展本站氢气零售加注业务外,还能够服务周边加氢子站,实现氢气的充装批发。
 
中国石化茂名石化氢燃料电池供氢中心于2022年12月正式投产,该项目一期配备加氢能力3000千克/天的加氢母站。西南地区首座管道供氢加氢母站——中国石化马店河加氢站于2022年11月正式投运,该站将当地化工企业副产氢提纯,依靠氢气管线实现氢气充装批发。
 
虽然近年来油气企业加快加氢站建设步伐,但全国加氢站建设运营面临成本压力,覆盖面仍然有限,氢能产业链形成成熟的市场尚需时日。
 
孔令国表示,加氢站设备关键零部件依赖进口,导致加氢站建设成本高昂,需要通过技术研发与创新,实现关键零部件和核心技术的国产化应用。推广建设能源合建站也是一种手段,利用原加油站、充电站场址进行加氢,解决征地问题的同时降低了成本。同时,可以推广分布式可再生能源制氢加氢一体站,实现氢气的自给自足,节省氢气中间的运输成本。该一体站采用固态储氢模式,相比液态、气态储氢安全系数也更高。
 
对于未来如何完善加氢网络布局,孔令国认为,在我国,氢燃料电池车类型以重卡、物流车、市政车、公交车等专业车辆为主。以运输炼化产品的重卡为例,运输路径相对固定,可以沿路规划设置加氢站。“‘十四五’时期,建议加氢站依托氢燃料电池车应用场景进行定点布局。”

阅读上文 >> 江苏国氢氢能源电堆&双极板研发项目竣工
阅读下文 >> 面向未来!2023年值得你关注的10款氢燃料汽车

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