在當(dāng)前全球低碳轉(zhuǎn)型的大背景下，作為我國(guó)能源化工領(lǐng)域的重要“支柱”，煉化行業(yè)加速綠色轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行。

在近日舉行的2024氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)上，與會(huì)專家表示，綠氫作為清潔能源在煉化行業(yè)中展現(xiàn)出巨大的減碳潛力。雖然當(dāng)前面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)進(jìn)步和政策支持發(fā)力，氫能產(chǎn)業(yè)有望在未來實(shí)現(xiàn)成本的大幅降低和應(yīng)用場(chǎng)景的廣泛拓展。通過優(yōu)化氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)政策和市場(chǎng)機(jī)制的完善，煉化行業(yè)將更好地融入氫能經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，助力能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

煉化耦合綠氫減少碳排放

中國(guó)寰球工程有限公司首席技術(shù)專家張來勇表示，當(dāng)前石油化工行業(yè)正面臨著前所未有的低碳轉(zhuǎn)型壓力：石化化工行業(yè)碳排放量約17億噸，約占全國(guó)碳排放總量的14%。

張來勇指出，“雙碳”目標(biāo)下，綠電與綠氫的替代是煉化行業(yè)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要解決方案；我國(guó)將形成以可再生能源為生產(chǎn)主體、電、氫為消費(fèi)主體的新型低碳能源體系；新能源發(fā)電、儲(chǔ)能、氫能全產(chǎn)業(yè)鏈一體化耦合是石化行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)發(fā)展方向之一。

為解決煉化生產(chǎn)流程長(zhǎng)、綜合用能負(fù)荷高、電氣化率提升難度大、CO?捕集和利用成本高等現(xiàn)狀，張來勇表示，具體可以通過產(chǎn)能端綠色替代、消費(fèi)端流程再造、固碳端固碳轉(zhuǎn)化等方式實(shí)現(xiàn)“三端”協(xié)同發(fā)展和減碳，打通綠電綠氫與固碳轉(zhuǎn)化全產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈，實(shí)現(xiàn)變革性減碳與低碳零碳生產(chǎn)方式構(gòu)建。

“以新能源耦合煤制烯烴為例，通過新能源電解水制氫過程生產(chǎn)綠氫綠氧，綠氫的加入可以替代或者部分替代變換單元，增加甲醇、烯烴產(chǎn)量，調(diào)節(jié)碳?xì)浔壤@著減低工藝CO?排放。綠氧的補(bǔ)充也可以替代或部分替代空分制氧，減少空分裝置動(dòng)力消耗導(dǎo)致的CO?排放。”張來勇表示，我國(guó)西北地區(qū)某300萬噸/年新能源耦合煤制烯烴項(xiàng)目，項(xiàng)目年消耗原料煤922萬噸，使用電解水制氫自發(fā)綠電43億千瓦時(shí)，全年碳排放量為1138萬噸/年，折合噸烯烴CO?排放3.43噸，遠(yuǎn)低于行業(yè)平均水平。

綠氫制取仍面臨不少問題

據(jù)了解，工業(yè)部門用氫規(guī)模將長(zhǎng)期保持氫能應(yīng)用主體地位?！笆逦濉睔淠苷脊I(yè)用能比重基本穩(wěn)定，在5%左右。

“工業(yè)部門用氫以原料為主，未來將向燃料拓展，規(guī)模將從2020年的3000萬噸增至2030年的3600萬噸。其中，化工用氫規(guī)?；痉€(wěn)定，煉油用氫將在達(dá)峰后略有降低?！敝袊?guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司副總工程師劉瀟瀟表示，中長(zhǎng)期看低碳?xì)鋵⑹枪I(yè)等難脫碳領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)減碳目標(biāo)的關(guān)鍵。

煉化等工業(yè)領(lǐng)域低碳?xì)涞膽?yīng)用前景雖然廣闊，但目前仍面臨綠氫制取成本高、儲(chǔ)運(yùn)成本高、加氫站建設(shè)運(yùn)行成本高、制取與消費(fèi)端不適配等問題。

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司煉油化工高級(jí)專家、中國(guó)石油石油化工研究院黨委委員王凌指出，綠氫制取的電費(fèi)成本和設(shè)備成本偏高；氫氣難以儲(chǔ)存的特性和高安全標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致儲(chǔ)運(yùn)困難和供應(yīng)鏈成本高，在100千米的運(yùn)輸距離下，氫氣綜合儲(chǔ)運(yùn)成本超過10元/千克；加氫站建設(shè)運(yùn)行成本高，加之利用達(dá)不到滿負(fù)荷，進(jìn)一步推高了氫能綜合成本。

此外，在綠氫制取與消費(fèi)端適配方面也存在空間錯(cuò)配和時(shí)間錯(cuò)配的問題。王凌指出表示，大型風(fēng)光電基地集中在西北和北部地區(qū)，而綠氫消費(fèi)需求主要集中在中東部地區(qū)，需要通過電網(wǎng)輸電或氫網(wǎng)輸氫。煉油、合成氨、合成甲醇作為氫氣消納的主要領(lǐng)域?qū)Ψ€(wěn)定運(yùn)行有較高要求，間歇的可再生能源制得的綠氫很難與安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)的煉化生產(chǎn)裝置直接匹配。

專家為耦合發(fā)展指明方向

面對(duì)日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，氫能產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展戰(zhàn)略與布局尤為關(guān)鍵。

張來勇提出，要加速氫能需求創(chuàng)造，政策層面支持示范項(xiàng)目建設(shè)?！疤貏e是利用氫能與化工行業(yè)在生產(chǎn)端和利用端的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)‘中心式’氫能需求創(chuàng)造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中低碳排放。”他說，要明確綠色化學(xué)品與綠色燃料的標(biāo)準(zhǔn)，并納入認(rèn)證體系。應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，研究制定符合我國(guó)國(guó)情，同時(shí)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌、具有符合中國(guó)特色的綠色化學(xué)品、綠色燃料標(biāo)準(zhǔn)，降低綠色貿(mào)易壁壘和國(guó)際監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)。推進(jìn)綠色氫基能源全產(chǎn)業(yè)鏈綠色價(jià)值認(rèn)證，建立完善綠色氫基能源生命周期碳排放核算體系，以碳價(jià)值激勵(lì)氫基能源產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

王凌表示，此外，還要強(qiáng)化綠色產(chǎn)品運(yùn)銷保證，推進(jìn)氫基能源低碳發(fā)展。

他指出，氫能布局的發(fā)力點(diǎn)在于管道輸氫和電氫協(xié)同發(fā)展。她指出，管道輸氫是氫氣跨地域長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)淖钣行У耐緩?，布局純氫管道和加快天然氣管道摻氫?shì)在必行?！痹陔娏θ珖?guó)一張網(wǎng)和天然氣全國(guó)一張網(wǎng)基礎(chǔ)上，布局規(guī)劃氫能全國(guó)一張網(wǎng)，鼓勵(lì)企業(yè)消納摻氫天然氣實(shí)現(xiàn)碳減排是可行之策。此外，電氫協(xié)同可以有效平衡綠電隨機(jī)性、波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)的影響。積極利用區(qū)域能源資源稟賦導(dǎo)致靈活性需求差異發(fā)展“能源區(qū)域綜合化”，通過離網(wǎng)—并網(wǎng)型新能源開發(fā)的模式打造新型“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”，大幅提升新能源消納比例，可支撐能源綠色轉(zhuǎn)型和按期實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。