中國石化加快打造“中國第一氫能公司”

■本刊記者 曲藝

“雙碳”目標下，中國石化錨定“打造中國第一氫能公司”目標，全面推進氫能業務發展，已建立了涵蓋“制儲運加用研”的氫能全產業鏈條。

記者梳理發現，今年以來，中國石化在氫能領域捷報頻傳，可謂亮點紛呈。

滬甬城際物流干線首現氫能重卡

7 月6 日，氫能源滬甬城際物流干線實現首次示范運行——一輛標載49噸的氫能重卡從上海始發，行駛230千米后首次進入位于浙江寧波的中國石化鎮海煉化加氫示范站。

據悉，此舉意味著“上海—寧波”跨區域氫能物流干線常態化規模運輸具備成熟條件，氫能重卡往返半徑已經從200 千米增加到400 千米，加速推動長三角地區氫能源重卡物流運輸大動脈形成。

相比傳統柴油重卡，氫能重卡采用以氫氣為動力來源的氫燃料電池，排放物只有水，真正實現了零碳排、零污染。據測算，每輛氫能重卡每年至少可減少碳排放120噸，該條“氫走廊”滿負荷運行預計年均減碳3000 噸，相當于一年植樹15萬棵以上。此外，隨著成本的下降，氫能重卡運輸也初具經濟效益。

記者從中國石化了解到，此次示范的“氫走廊”計劃用于運輸由寧波發往上海的鎮海基地聚烯烴產品。鎮海煉化加氫站經過與氫燃料電池系統頭部企業鯤華科技公司、上海臨港加氫站、物流承運商鎮海石化物流公司等產銷研用單位的多方協同，將氫能重卡的往返半徑增加到400千米，有效拓展了華東地區氫能物流輻射范圍，為跨區域城際氫能物流干線的運行奠定了能源基礎。

同時，鎮海煉化正積極推動氫能客運、氫能重卡、氫能冷鏈運輸的規模化應用，帶動寧波及周邊地區氫能制備領域、氫能儲運領域、氫燃料電池生產領域、加氫站領域以及氫能源車領域等氫能產業鏈五大領域不斷完善。

鎮海煉化是中國石化最大的煉化一體化企業，氫能資源豐富，總產氫能力達65.3萬標方/小時，有2.5 萬標方/小時的高純度氫氣可供外送。目前，鎮海煉化加快打造中國石化華東地區氫能產業鏈示范點，自2021 年建成寧波市首座加氫示范站以來，不斷豐富集成“制、輸、儲、加、用”氫能一體化工業場景應用，帶動氫能產業鏈各相關方進場。

實現萬噸級綠氫煉化項目全產業鏈貫通

除氫能交通外，中國石化還以綠氫產業為抓手，積極推動石化產業綠色低碳發展。

6 月30 日，新疆庫車綠氫示范項目順利產氫，產出的氫氣通過管道輸送到中國石化塔河煉化，替代現有天然氣化石能源制氫。至此，該項目成功實現綠氫從生產到利用全流程貫通，這也標志著我國首次實現萬噸級綠氫煉化項目全產業鏈貫通。該項目制氫規模達到年產2 萬噸，是我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目，為國內光伏發電綠氫產業發展提供了可復制、可推廣的案例。

新疆庫車綠氫示范項目由中國石化新星公司負責實施，利用新疆地區豐富的太陽能資源發電直接制綠氫，建設內容主要包括光伏發電、輸變電線路、電解水制氫、氫氣儲輸、公用工程及配套輔助生產設施，電解水制氫能力2萬噸/年、儲氫能力21 萬標方、輸氫能力2.8 萬標方/小時。

業內人士分析認為，煉化工業將是綠氫實現工業領域降碳的主要應用場景之一。通過完全替代現有天然氣化石能源制氫，該項目每年可減少二氧化碳排放48.5 萬噸，開創了綠氫煉化新發展路徑，對煉化企業大規模利用綠氫實現碳減排具有重大示范效應。

作為我國首個貫通光伏發電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運、綠氫煉化等綠氫生產利用全流程的典型示范項目，該項目在建設中面臨著工藝技術新、規模大、無成熟工程案例可借鑒等難點。中國石化通過聯合攻關等形式，突破性地解決了新能源波動電力場景下柔性制氫，并向下游煉化企業連續穩定供應的難題。其中，面對可再生波動電源制氫的技術難題，中國石化通過自主開發綠電制氫配置優化軟件，將電控設備與制氫設備同步響應匹配，大幅提升對波動的適應性。

據介紹，該項目已先后完成萬噸級電解水制氫工藝與工程成套技術、綠氫儲運輸工藝技術、晶閘管整流技術、智能控制系統研發等創新成果，并均已實現工業應用，申報專利及專有技術10余項。

不容小覷的是，該項目所用的光伏組件、電解槽、儲氫罐、輸氫管線等重大設備及核心材料全部實現國產化，有效促進了我國氫能裝備和氫能產業鏈發展。以電解槽為例，在該項目啟動之前，國內的1000 標方/小時電解槽累計需求量不到30 臺，而僅庫車綠氫示范項目就需要52臺，有力促進了國內電解槽產業的規模化生產。

啟動首個純氫長輸管道項目

4 月10 日，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》，標志著我國氫氣長距離輸送管道進入新發展階段。

“西氫東送”起于內蒙古自治區烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，管道全長400多千米，是我國首條跨省區、大規模、長距離的純氫輸送管道。管道建成后，將用于替代京津冀地區現有的化石能源制氫及交通用氫，大力緩解我國綠氫供需錯配的問題，對今后我國跨區域氫氣輸送管網建設具有戰略性的示范引領作用，推動我國能源轉型升級。

“西氫東送”管道規劃經過內蒙古、河北、北京等3省（區、市）9 個縣（區）。管道一期運力10萬噸/年，預留50 萬噸/年的遠期提升潛力。同時，將在沿線多地預留端口，便于接入潛在氫源。未來，中國石化可依托“西氫東送”管道建設支線及加氫母站，助力京津冀氫能走廊的高效構建。

內蒙古風光資源豐富，發展綠氫具有得天獨厚的優勢，但是，如何把內蒙古乃至我國西部的綠氫運送到東部需求旺盛的區域，一直是制約綠氫產業發展的瓶頸問題。目前，長管拖車仍是我國長距離氫氣運輸的主流方式，但這種方式成本較高、效率較低，也是終端用氫成本高的主要原因之一，極大制約了產業鏈發展。輸氫管道可以實現大規模、長距離輸送氫氣，并且兼顧經濟性。中國石化已經在內蒙古布局了鄂爾多斯風光融合綠氫化工示范項目，并規劃在烏蘭察布市建設大規模綠電制綠氫項目，通過建立風光發電—綠電制氫—氫氣管輸—煉化與交通用氫的一體化氫產業發展模式，實現氫能產業制、儲、輸、用全產業鏈示范布局。

風力、光伏發電具有間歇性、波動性、隨機性等特點，由于電網建設和消納機制存在一定滯后，“棄風棄光”隨之產生。隨著“西氫東送”管道的建設投產，周邊發電企業可以利用“棄風棄光”發電制氫，通過管道輸送出來。

在高壓氣態輸送過程中，氫會逐步侵入并滲透鋼材，引發鋼材力學性能下降、氫致裂紋等氫脆現象。管輸氫氣與油氣管道因介質流動與燃爆特性不同，在工藝設計與安全控制等方面存在明顯差異。中國石化攻關團隊開展氫能管輸技術的系統性研發，通過對管材進行系統試驗與應用研究，掌握了氫環境下不同鋼級管材及焊接接頭性能的綜合評估與應用技術，初步形成了氫氣長輸管道增壓輸送、安全泄放、管材評價、焊接安裝和安全防護等核心技術體系。同時，中國石化完成企業標準《氫氣輸送管道工程技術規范》編制，填補了國內在該領域標準的空白，規范涵蓋了輸氫管道工程的設計、施工及投產環節，為烏蘭察布輸氫管道工程的落地實施奠定了基礎。

目前，全球范圍內氫氣輸送管道總里程已超5000 千米，其中，美國建有輸氫管道超2500千米，中國的輸氫管道建設仍處于起步階段。值得一提的是，中國石化已經建有金陵—揚子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線、濟源—洛陽氫氣管道，最長投運時間約16年，具有成熟的氫氣管道運營經驗。■