庫車(chē)綠氫示范項目的建成投產(chǎn)，不僅首次貫通了光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈，而且還形成了具有自主知識產(chǎn)權的大規模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)，將為綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復制、可推廣的示范案例。

　　8月30日，中國石化宣布，我國規模最大的光伏發(fā)電直接制綠氫項目——新疆庫車(chē)綠氫示范項目全面建成投產(chǎn)，這標志著(zhù)我國綠氫規?；I(yè)應用實(shí)現零的突破，也被業(yè)界認為是我國綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)里程碑。

　　中國石化新星新疆綠氫新能源有限公司總經(jīng)理范林松表示，該項目所用的光伏組件、電解槽、儲氫罐、輸氫管線(xiàn)等重大設備及核心材料全部實(shí)現了國產(chǎn)化，有效促進(jìn)了我國氫能裝備和氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　9700多畝土地上安裝50多萬(wàn)塊光伏板

　　氫能被稱(chēng)為“21世紀的終極能源”。國際氫能源委員會(huì )發(fā)布的《氫能源未來(lái)發(fā)展趨勢調研報告》稱(chēng)，2050年，全球氫能源需求將增至目前的10倍，產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過(guò)2.5萬(wàn)億美元。

　　另?yè)袊鴼淠苈?lián)盟預計，至2025年，我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬(wàn)億元。2050年，氫能在我國終端能源體系中占比將超10%，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值將達12萬(wàn)億元。

　　那么何謂綠氫？根據中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的《低碳氫、清潔氫與可再生氫的標準與評價(jià)》，氫氣一般分為低碳氫、清潔氫與可再生氫，俗稱(chēng)灰氫、藍氫和綠氫。

　　灰氫指的是通過(guò)化石燃料（石油、天然氣和煤）制取的氫，在制取過(guò)程中碳排放強度相對較大；藍氫指的是利用化石燃料制取的氫，同時(shí)配合碳捕捉和碳封存技術(shù)，碳排放強度相對較低；綠氫指的是利用風(fēng)電、水電、太陽(yáng)能、核電等可再生能源，通過(guò)電解的方式制取的氫，制氫過(guò)程完全沒(méi)有碳排放。

　　國際投資銀行高盛集團此前發(fā)布的報告認為，綠氫已成為實(shí)現全球凈零排放的關(guān)鍵支柱，有助于減少15%的全球溫室氣體排放，是深度去碳化的最終解決方案。

　　由光伏電和風(fēng)電構成的綠電，是生產(chǎn)綠氫最理想的能量來(lái)源。光伏發(fā)電直接制造綠氫，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將光伏產(chǎn)生的綠電輸送到制氫廠(chǎng)，通過(guò)電解槽等核心裝置，以電解水的形式產(chǎn)生氫氣。由此產(chǎn)生的綠氫將被運送到煉廠(chǎng)、鋼鐵廠(chǎng)等應用端，替代原有的灰氫和藍氫。

　　占地9700多畝的庫車(chē)綠氫示范項目，安裝了50多萬(wàn)塊光伏板。當太陽(yáng)光照射到光伏板表面時(shí)，受激發(fā)產(chǎn)生的游離電子會(huì )在內部電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)，于是形成了電流。

　　項目作業(yè)團隊通過(guò)專(zhuān)業(yè)的輻照計算軟件測算光伏組件的最佳傾角，確保組件全年接受的太陽(yáng)輻射最大化，并選擇雙玻璃面板增加太陽(yáng)光利用率。這些光伏板年發(fā)電量近6億千瓦時(shí)，平均每天發(fā)電159萬(wàn)千瓦時(shí)。

　　隨后，這些綠電將由23.7公里長(cháng)的輸電線(xiàn)路輸送至綠氫工廠(chǎng)。在制氫車(chē)間的52臺電解槽中，遠道而來(lái)的綠電將配置好的堿液電解成氫氣和氧氣。氫氣經(jīng)過(guò)提純后，將被送往10個(gè)巨大的球形儲罐，并最終被送往中國石化塔河煉化公司，用于替代過(guò)去煉油加工中一直使用的灰氫，實(shí)現煉油產(chǎn)品綠色化。

　　重大設備及核心材料全部實(shí)現國產(chǎn)化

　　“這是綠氫煉化首次實(shí)現規模應用，對煉化企業(yè)大規模利用綠氫實(shí)現碳減排具有重大示范效應?！狈读炙杀硎?。

　　中國石化塔河煉化公司生產(chǎn)管理部副經(jīng)理劉子英則表示，這是第一次把綠氫引入煉油企業(yè)來(lái)進(jìn)行加工?！拔覀兊膬商滋烊粴庵茪湎到y最終會(huì )完全停用，每年大概可以減少天然氣使用量2.4萬(wàn)噸，這是實(shí)現綠色煉油的一個(gè)探索?！?/p>

　　范林松表示，作為我國首個(gè)規?；G電制綠氫項目，庫車(chē)綠氫示范項目建設中面臨著(zhù)工藝技術(shù)新、規模大、無(wú)成熟工程案例可借鑒等難點(diǎn)。

　　中國石化通過(guò)聯(lián)合攻關(guān)、揭榜掛帥等形式，突破性地解決了新能源波動(dòng)電力場(chǎng)景下柔性制氫并連續穩定向下游煉化企業(yè)供應難題。

　　舉例來(lái)說(shuō)，光伏等可再生能源發(fā)電量具有一定的波動(dòng)，如果遇上雨天導致發(fā)電量減少怎么辦？中國石化通過(guò)自主開(kāi)發(fā)綠電制氫配置優(yōu)化軟件，將電控設備與制氫設備同步響應匹配，實(shí)現了“荷隨源動(dòng)”，大幅提升了設備對波動(dòng)的適應性。該項目還形成了一套集合了預測光伏發(fā)電、電氫耦合自動(dòng)化控制等的創(chuàng )新性技術(shù)，可根據光伏發(fā)電情況預測產(chǎn)氫量和外輸量，實(shí)現氫氣制、儲、輸的自動(dòng)計算和控制。

　　此外，項目中形成的萬(wàn)噸級電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)、綠氫儲運工藝技術(shù)、晶閘管整流技術(shù)、智能控制系統研發(fā)等創(chuàng )新成果，均實(shí)現了工業(yè)應用。

　　值得一提的是，范林松說(shuō)，庫車(chē)綠氫項目所用的光伏組件、電解槽、儲氫罐、輸氫管線(xiàn)等重大設備及核心材料全部實(shí)現國產(chǎn)化，有效促進(jìn)了我國氫能裝備企業(yè)發(fā)展。以電解槽為例，在該項目啟動(dòng)之前，國內的1000標準立方米/小時(shí)電解槽累計需求量不到30臺，而僅庫車(chē)綠氫示范項目就需要52臺，有力促進(jìn)了國內電解槽產(chǎn)業(yè)的規?；a(chǎn)。

　　未來(lái)10—15年是綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)鍵階段

　　庫車(chē)綠氫示范項目的建成投產(chǎn)，不僅首次貫通了光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈，而且還形成了具有自主知識產(chǎn)權的大規模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)，將為綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復制、可推廣的示范案例。

　　除了庫車(chē)綠氫示范項目外，今年2月，中國石化還啟動(dòng)建設了鄂爾多斯3萬(wàn)噸/年綠氫項目。該項目將通過(guò)風(fēng)光耦合所制綠氫就地供應中天合創(chuàng )能源有限責任公司生產(chǎn)高端綠色化工材料。

　　但總體而言，范松林認為，綠氫工業(yè)還仍處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期階段，規?；I(yè)應用主要面臨技術(shù)、成本、應用場(chǎng)景不完善等問(wèn)題。

　　當前主流綠氫技術(shù)路線(xiàn)，主要為堿性水電解制氫技術(shù)（AE）和質(zhì)子交換膜水電解制氫技術(shù)（PEM）。業(yè)內人士稱(chēng)，我國AE制氫技術(shù)水平與國外相近，擁有完全自主知識產(chǎn)權的設備制造、工藝集成能力。在PEM制氫技術(shù)方面，我國尚處于研發(fā)走向工業(yè)化的前期階段，電解槽的質(zhì)子交換膜和膜電極等核心技術(shù)和裝備目前主要依賴(lài)進(jìn)口。

　　其中，電解水制氫系統在制氫站總成本中的占比約為80%，且技術(shù)壁壘較高，因此電解槽的成本和技術(shù)的進(jìn)一步革新，是綠氫產(chǎn)能更上一層樓的關(guān)鍵。

　　業(yè)內專(zhuān)家分析，未來(lái)10—15年將是綠氫產(chǎn)業(yè)從培育期走向商業(yè)化初期的關(guān)鍵階段，綠電綠氫一體化生產(chǎn)、氫能基礎設施和氫基碳中和解決方案等將逐步走向成熟；再用15年左右時(shí)間，綠氫在主要應用領(lǐng)域有望實(shí)現規?；渴?。