塔克拉瑪干沙漠北緣的庫車市以東，一座占地280畝的綠氫工廠拔地而起。20多公里外，天山腳下，浩瀚的戈壁灘上，55萬塊光伏板如銀色海洋般鋪展開來，它們捕捉著每一縷陽光，將其轉化為清潔的電能，源源不斷向這座綠氫工廠輸電，隨后，這些電力將進一步轉化為氫能。

中國石化新疆庫車綠氫示范項目綠氫工廠航拍圖。中石化新星新疆綠氫新能源有限公司供圖

這座被當地人稱為“綠氫工廠”的建筑，是由中石化新星新疆綠氫新能源有限公司投資建設的我國規模最大的光伏發電直接制綠氫項目。2023年8月，隨著中國石化新疆庫車綠氫示范項目全面建成投產，完成了我國綠氫萬噸級規模化工業應用從0到1的突破。該項目在成為當地新地標的同時，也將國內綠氫規模化工業應用水平推上新高度。

自2023年6月30日該項目順利產氫以來，截至2024年7月28日，項目已安全平穩運行394天，突破性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難題，開創了我國化工領域深度脫碳新發展路徑。后續還將進一步在氫能交通、綠氨、綠色甲醇等方向進一步延鏈補鏈。

萬噸綠氫是這樣生產出來的

7月29日，記者跟隨2024自治區高質量發展調研行主題采訪團來到中國石化新疆庫車綠氫示范項目綠氫工廠，在該項目中心控制室大屏上，直觀顯示著綠氫示范項目流程圖。

在中國石化新疆庫車綠氫示范項目中心控制室，工作人員正在記錄分析生產數據。石榴云/新疆日報記者張婷 攝

“所謂綠氫，是指利用可再生能源通過電解水的方式生產的氫氣。我們項目的整個產業鏈貫通光伏發電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運、綠氫煉化生產流程。首先由300兆瓦光伏發電，把電從光伏廠送到制氫廠，制氫廠降壓以后，輸送到電解槽生產車間進行使用，通過電解槽堿性電解水進行電解，產生氫氣和氧氣，氫氣進一步純化以后，達到5個9以上純度，可滿足下游企業使用條件，全過程中沒有產生任何碳排放。”中石化新星新疆綠氫新能源有限公司總經理毛炎云通過大屏幕演示的畫面介紹道。

庫車有長時間的日照、豐富的天山水資源以及大量的戈壁荒灘和沙地，當地利用光伏發電制氫的條件十分優越。毛炎云說，白天光伏發電時，項目制氫設備大負荷生產，通過6公里輸氫管廊輸送到用戶端，還有一部分儲存到儲氫罐當中，在夜間光伏不發電時可以調用儲罐里的氫，形成上游光伏發電，中游制氫，下游用氫的完整綠氫煉化產業鏈。

整個生產鏈條上，這些綠氫會被送往中國石化塔河煉化有限責任公司，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，作為原料進行加氫反應，最終進入油品中，實現煉油產品綠色化。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。

如今，全國首個萬噸級綠氫煉化項目每年制造綠氫2萬噸，減碳48.5萬噸，相當于每年植樹約28萬棵。

減碳示范項目解決多個技術難題

“作為全國最大規模的光伏發電直接制綠氫項目，項目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。”毛炎云說。

如何拓寬電解槽運行負荷波動范圍，是電解水制氫行業面臨的共性難題。

為了克服這一矛盾，技術人員自主研發了一套適合大規模綠氫生產的先進智能控制系統，充分利用工業互聯網技術，將新能源發電、電控設備與制氫設備同步響應匹配，實現了“荷隨源動”的智慧生產模式，以一體化智能控制等方式有效解決新能源波動電力場景下穩定供氫難題，助力項目開啟“綠氫+煉化”行業規模應用先河。

2024年3月，該項目入選工業和信息化部發布的2023年工業互聯網試點示范項目名單。

“我們這套控制系統會根據排產情況智能化選擇運行模式，實現制氫成本最低。光伏電站每個時段的發電能力都不一樣，先進智能控制系統引入了很多大數據算法分析，使得電控設備和制氫設備實現同步響應匹配，提高制氫對波動的適應性，達到最優化運行。”中國石化集團新星石油有限責任公司氫能項目管理專家方虎說。

據了解，該項目所用的光伏組件、電解水制氫“心臟”電解槽、電解質制備、閉式冷卻塔、儲氫罐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。

方虎介紹，在運行過程中，企業不斷改進技術，取得一些突破性進展，先后完成了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、智能控制系統研發等創新成果，均實現了工業應用，項目已申報專利及專有技術10余項。

目前，企業還在研究源網荷儲一體化項目基礎上，試驗進一步匹配一定規模的電化學儲能，來完善優化源網荷儲一體化項目的結構，降低整個生產成本。

氫能應用場景在不斷拓寬

在“雙碳”目標的大背景下，減碳已是一道“必答題”。

隨著中國石化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有限責任公司，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，對煉化企業大規模利用綠氫實現碳減排具有重要示范效應，為國內可再生能源制取綠氫產業發展提供了可復制、可推廣的示范案例。

“萬噸級的光伏制氫把綠氫與傳統煉油工藝相耦合，替代了塔河煉化原有的兩套天然氣制氫工藝，每年大約可減少天然氣使用量約1億方，這是實現綠色煉油的一個探索。”方虎說。

7月29日，2024自治區高質量發展調研行主題采訪團來到中國石化新疆庫車綠氫示范項目綠氫工廠。石榴云/新疆日報記者張婷攝

隨著項目的深入實施，中國石化新疆庫車綠氫示范項目正逐步構建起一個完整的綠色能源產業鏈，帶動光伏、儲能等相關產業的協同發展。據了解，燃料電池的生產企業、電解水制氫設備的生產企業等均被盤活。

“以電解槽為例，在該項目啟動之前，國內的1000標準立方米/小時電解槽累計需求量30-40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。”毛炎云說，產業發展起來也會有很多技術上的突破，能帶動風光制氫項目更好發展，通過拓展下游市場，打造更多氫能應用場景，對國家能源轉型有良好促進作用。

“當前，在阿克蘇地委、行署和庫車市委、市政府幫助下，我們正在開展氫能交通場景全產業鏈推進工作，將一部分運煤重卡換成氫能汽車。此外，作為制氫企業，我們也在吸引一些周邊企業落戶園區，嘗試在儲能、工業、民用等領域逐步擴展綠氫應用場景，實現產業鏈延鏈擴鏈。”毛炎云說。

來源: 科普新疆

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