“碳達(dá)峰”“碳中和”“新能源”無疑是2021年的年度熱詞,。今年的中央經(jīng)濟(jì)工作會議就明確提出：“要正確認(rèn)識和把握碳達(dá)峰碳中和。實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和是推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求,，要堅定不移推進(jìn),，但不可能畢其功于一役?！蓖瑫r也提出“要狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān),。”

據(jù)了解,，以煤化工業(yè)務(wù)見長的寧夏,，煤制氫的消耗量每年高達(dá)240萬噸。光是生產(chǎn)這些煤制氫,，就需要消耗2880萬噸標(biāo)煤,，并產(chǎn)生5600萬噸的二氧化碳排放。如何實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型是擺在他們面前的一道難題,！

千億化工園區(qū)用上綠色氫能

從銀川出發(fā)一路向東,，跨過靜靜流淌的黃河，寧東能源化工基地就矗立在毛烏素沙地的邊緣,。這里是我國重要的大型煤炭生產(chǎn)基地,、煤化工產(chǎn)業(yè)基地和“西電東送”火電基地。

半年前,，這個傳統(tǒng)能源化工基地出現(xiàn)了一個新家伙,，就是氫能源卡車。

沒有噪音和污染,，開卡車20多年的王成武一下子就輕松了,。

今年5月，寧夏首家,，也是西北地區(qū)正式投運(yùn)的第一個加氫站建成,，每天可以為50輛氫燃料電池重卡車加注氫氣。

王成武的氫能源車每兩天就要到這里來加一次氫。

氫能源卡車和加氫站只是這個傳統(tǒng)的能源化工基地變化的一個小小縮影,。在過去很多年,，由于坐擁豐富的煤炭資源，寧東基地是我國最大的煤制油,、煤基烯烴生產(chǎn)基地,。隨著 “碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的提出，高能耗,、高排放卻成為懸在寧東基地頭頂?shù)囊话褎Α?/p>

寧東基地“依煤而建,、因煤而興”，是西北唯一產(chǎn)值過千億元的化工園區(qū),，更是區(qū)域工業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定器和動力源,。但寧東能源化工基地每年消耗煤炭9000多萬噸，除了火力發(fā)電之外,，有5000萬噸用于煤化工,，占比超過了50%。

作為煤化工的基礎(chǔ)原料,，煤制氫的消耗量每年高達(dá)240萬噸,。光是生產(chǎn)這些煤制氫，就需要消耗2880萬噸標(biāo)煤,，并產(chǎn)生5600萬噸的二氧化碳排放,。

站在轉(zhuǎn)型的十字路口,，寧東基地急需找到一把破解能源資源環(huán)境瓶頸的“鑰匙”,。最終，他們把目光瞄準(zhǔn)了氫能源,。氫氣,，是現(xiàn)代煤化工的重要基礎(chǔ)原料。

在寧東基地,，大部分的氫氣主要是通過碳與水反應(yīng)得來的煤制氫,，俗稱灰氫。盡管成本低,，但這樣的方式,，不可避免增加能耗、水耗和排放大量二氧化碳,。

寶豐能源是寧東基地一家大型的煤化工企業(yè),，從2019年開始，劉飛就和各個部門抽調(diào)的工程師們一起,，組成了技術(shù)攻關(guān)小組,，研發(fā)以太陽能發(fā)“綠電”，電解水制“綠氫”“綠氧”，直供煤化工生產(chǎn)系統(tǒng)的總體技術(shù)方案,。

過去,，傳統(tǒng)的堿水電解槽主要用于電廠以及多晶硅生產(chǎn)等，制氫規(guī)模大多為每小時200到300標(biāo)準(zhǔn)立方米,，最大的也不超過500標(biāo)方,。但是劉飛他們的團(tuán)隊面臨的情況是，第一期就要建造可以每小時生產(chǎn)10000標(biāo)方氫氣的廠房,。

工程師們打造了全新的集散控制系統(tǒng),，針對各種儀表還專門設(shè)置了安全保護(hù)系統(tǒng)。

經(jīng)過緊鑼密鼓的安裝,、調(diào)試,，今年4月，這套每小時可產(chǎn)氫氣10000標(biāo)方的電解水制氫廠房在寧東正式投產(chǎn),。

隨后,，這些由太陽能發(fā)電，電解水制出的綠氫和綠氧,，成功耦合進(jìn)了寶豐能源的煤化工生產(chǎn)系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行和規(guī)模化生產(chǎn),。

這個目前世界單廠規(guī)模最大的電解水制氫項(xiàng)目,，每年可產(chǎn)2.4億標(biāo)方的綠氫，1.2億標(biāo)方的綠氧,，直供煤化工,，替代原來的煤制氫。

制,、儲,、加、用,，氫能的產(chǎn)業(yè)鏈完美閉環(huán)

目前,，采用光伏發(fā)電來進(jìn)行的電解水制綠氫，行業(yè)內(nèi)大部分項(xiàng)目的成本為每標(biāo)方1.7到2元之間,，而煤制氫因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈更加成熟,，成本僅為每標(biāo)方0.6到0.7元。

生產(chǎn)利用綠氫無疑可以釋放巨大的環(huán)保效益,，但企業(yè)運(yùn)行還需要算一筆經(jīng)濟(jì)賬,。在劉飛的電解水制氫車間，綠氫的成本可以控制到每標(biāo)方0.7元,，幾乎與煤制氫的成本相當(dāng),。這是怎么做到的？

除了技術(shù)工藝和流程優(yōu)化，規(guī)模效益,，是降低成本的法寶,。劉飛說，早在2016年,，寶豐能源就已經(jīng)布局了太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目,。

這種單晶硅組件，每一塊將近2平米,，每天能發(fā)電約1.8度,。目前，這家企業(yè)總的光伏發(fā)電的建設(shè)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了1百萬千瓦,。

不僅是寶豐能源的綠氫項(xiàng)目,，在寧東基地，還有新的氫能源項(xiàng)目正在加速上馬,。去年年底京能寧東發(fā)電公司申報的氫能制儲加一體化示范項(xiàng)目得到了批復(fù),。

在這個示范項(xiàng)目上，劉偉一直主導(dǎo)要采用質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫的技術(shù)路線,。這個技術(shù)最早主要是用來為潛艇和宇航員提供新鮮充足的氧氣,。

現(xiàn)在，國外主要的氣體龍頭企業(yè)大部分采用的是這個技術(shù),，但是在國內(nèi),，目前還沒有成熟的項(xiàng)目。劉偉認(rèn)為,，質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫環(huán)保,、占用場地小，是未來具有潛力的技術(shù)路線,。

京能寧東發(fā)電公司總經(jīng)理 劉偉

寶豐能源這樣的煤化工企業(yè),，制造綠氫是為了改造煤化工生產(chǎn)流程不同,。劉偉所在的發(fā)電企業(yè),，之所以要上馬制氫項(xiàng)目，還要從電廠調(diào)峰的角度考慮,。

制,、儲、加,、用,，在寧東基地氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃上，從上游的綠色發(fā)電到中游的綠電制氫,，再到下游的煤化工產(chǎn)業(yè)耦合應(yīng)用,，是一個完整的氫能的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

趙瑞是寧東能源化工基地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心的負(fù)責(zé)人，他告訴記者,，寧東基地年日照時間超過3000小時,，太陽能有效發(fā)電時間可達(dá)1700小時，利用太陽能光伏電制備綠氫具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,。

事實(shí)上,，早在2019年，寧東就已經(jīng)率先開始了氫能源的布局,。根據(jù)寧東基地最新的發(fā)展規(guī)劃,，到2025年，綠氫的年產(chǎn)能將達(dá)到30萬噸以上,，每年可以降低煤炭消費(fèi)360萬噸,，減排二氧化碳700萬噸。

有了明確的發(fā)展規(guī)劃,，在寧東基地,，申請綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目正在成為一股新的風(fēng)潮。眼下,，他們其中一家企業(yè)正打算將生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品氫通過氫氣液化項(xiàng)目進(jìn)行對外銷售,，另一個企業(yè)正在想盡辦法降低光伏電解水制氫項(xiàng)目的運(yùn)行成本。

目前,，寧東基地用綠氫部分替代煤制氫,，理論可替代量達(dá)每年120萬噸左右。圍繞著綠氫,，寧東基地正在煤化工耦合,、綠氫制氨、精細(xì)化工用氫,、氫儲能,、氫能交通等多個領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)力。一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新,、一個個應(yīng)用場景,，都在見證記錄著寧東基地從煤化工“領(lǐng)跑者”向氫能“領(lǐng)跑者”的蛻變。

【半小時觀察】 綠色能源賦能高質(zhì)量發(fā)展

年產(chǎn)400萬噸煤制油,、320萬噸煤基烯烴,、600萬噸煤化工下游產(chǎn)品，這一串?dāng)?shù)字是寧夏寧東能源化工基地不俗的一張成績單,。在瞄準(zhǔn)氫能這一全新的產(chǎn)業(yè)方向之后,，光伏發(fā)電、綠電制氫,、綠氫耦合煤制油,、氫能源卡車多個氫能源項(xiàng)目,，未來還會在西部的寧夏，開花結(jié)果,。

今年的中央經(jīng)濟(jì)工作會議上明確提出：要立足以煤為主的基本國情,，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力,，推動煤炭和新能源優(yōu)化組合,。我們希望有越來越多的地方，用科技創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,，讓綠色成為高質(zhì)量發(fā)展最濃烈的底色,。