8月30日，我國(guó)規(guī)模最大的光伏發(fā)電制氫項(xiàng)目在新疆庫(kù)車(chē)建成投產(chǎn)。這種在生產(chǎn)過(guò)程中完全沒(méi)有碳排放所制取的氫氣，將全面替代目前中國(guó)石化塔河煉化公司煉油加工中使用的天然氣制氫。根據(jù)測(cè)算，全部替代之后，今后每年可減少二氧化碳排放48.5萬(wàn)噸，這標(biāo)志著我國(guó)在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中規(guī)模化減碳取得了新的突破。

塔河煉化作為我國(guó)最西部的煉化企業(yè)，提供了新疆南部地區(qū)70%左右的汽柴油供應(yīng)。但目前在煉化過(guò)程中所使用的氫氣，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有大量二氧化碳排放。因此，利用光伏發(fā)電，電解水生產(chǎn)氫氣的方式替代現(xiàn)有天然氣制氫，對(duì)于企業(yè)降低碳排放將起到至關(guān)重要的作用。

這是新疆庫(kù)車(chē)萬(wàn)噸級(jí)綠氫煉化項(xiàng)目流程圖，可以看到光伏發(fā)電后所產(chǎn)生的清潔電力被輸送到電解水制氫裝置，生產(chǎn)出零碳排放的氫氣后，儲(chǔ)存在這個(gè)巨大的圓形容器中，最后再通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)綗捇瘡S區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)。

化工行業(yè)是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵行業(yè)之一，全國(guó)化工行業(yè)的碳排放占工業(yè)領(lǐng)域總排放的20%、占全國(guó)二氧化碳總排放的13%。我國(guó)公布的《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程實(shí)施方案》中提出，到2030年，通過(guò)綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程帶動(dòng)引領(lǐng)，先進(jìn)適用綠色低碳技術(shù)研發(fā)、示范、推廣模式基本成熟，相關(guān)支持政策、商業(yè)模式、監(jiān)管機(jī)制更加健全，綠色低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步加強(qiáng)，為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供有力支撐。

光變清潔化工原料之路

氫能是氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，是一種二次清潔能源，具有燃燒熱值高的特點(diǎn)。新疆的光照資源豐富，年日照時(shí)間為2550小時(shí)—3500小時(shí)，具有發(fā)展光伏發(fā)電的天然優(yōu)勢(shì)。我國(guó)規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制氫項(xiàng)目，是如何將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成煉油化工企業(yè)需要的清潔原料的？

占地9700多畝的庫(kù)車(chē)綠氫示范項(xiàng)目，安裝了50多萬(wàn)塊光伏板。當(dāng)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，在內(nèi)部電場(chǎng)的作用下形成定向移動(dòng)，于是形成了電流。

通過(guò)專業(yè)的輻照計(jì)算軟件，測(cè)算光伏組件的最佳傾角，確保全年所接受的太陽(yáng)輻射最大化。選擇雙玻璃面板增加太陽(yáng)光利用率，年發(fā)電量近6億度，平均每天發(fā)電159萬(wàn)千瓦時(shí)。

太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎螅?jīng)23.7公里輸電線路輸送至綠氫工廠。在制氫車(chē)間的52臺(tái)電解槽中，通入遠(yuǎn)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，被送往10個(gè)巨大的球形儲(chǔ)罐。

庫(kù)車(chē)項(xiàng)目使用了我國(guó)自主研發(fā)的綠氫生產(chǎn)智能決策與排產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“荷隨源動(dòng)”，達(dá)到“智能生產(chǎn)”，重大裝備及核心材料全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

我國(guó)最大的光伏發(fā)電綠氫項(xiàng)目，每年可生產(chǎn)2萬(wàn)噸綠氫，通過(guò)管道輸送至塔河煉化，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，每年可減少二氧化碳排放48.5萬(wàn)噸。

減碳示范項(xiàng)目突破解決多個(gè)技術(shù)難題

我國(guó)首個(gè)規(guī)模化綠電制氫項(xiàng)目不僅為我國(guó)工業(yè)企業(yè)脫碳找到解決方案，項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中還解決了多個(gè)技術(shù)難題，同時(shí)促進(jìn)了我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)裝備的發(fā)展。

記者在近萬(wàn)畝的光伏電廠看到，在東西長(zhǎng)3公里、南北3.5公里的場(chǎng)地上，安裝了近55萬(wàn)塊光伏板。

負(fù)責(zé)人告訴記者，為了應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐臉O端天氣，光伏板從原來(lái)板面角度隨陽(yáng)光角度可調(diào)，設(shè)計(jì)成固定角度，同時(shí)對(duì)光伏板固定樁進(jìn)行了加固。

高效大功率電解槽是可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備，其技術(shù)發(fā)展及成本優(yōu)勢(shì)影響著我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進(jìn)程。在庫(kù)車(chē)示范項(xiàng)目電解槽車(chē)間，記者了解到，在這個(gè)項(xiàng)目啟動(dòng)之前，項(xiàng)目所采用的高效大功率電解槽國(guó)內(nèi)的累計(jì)需求量不到30臺(tái)，而庫(kù)車(chē)示范項(xiàng)目一次就采購(gòu)了52臺(tái)。

光伏發(fā)電的不穩(wěn)定，與制氫需要連續(xù)穩(wěn)定的供電形成了矛盾。為了克服這一矛盾，技術(shù)人員自主研發(fā)的綜合控制系統(tǒng)，使得依靠清潔電力大規(guī)模制氫成為可能。

庫(kù)車(chē)項(xiàng)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(chǔ)存、氫氣輸運(yùn)和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈，而且還形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)，將為風(fēng)、光等可再生能源綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復(fù)制、可推廣的示范案例。