全链条布局氢能业务高质量推进氢能技术(图)
2024/9/13
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[中国石油新闻中心2024-09-12]《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出,氢能是未来国家新型能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。2024年《政府工作报告》要求“巩固扩大智能网联新能源汽车等产业领先优势,加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展”,氢能成为发展新质生产力的主要产业阵地之一。中国石油积极履行当好能源保供“顶梁柱”职责,加速推进“清洁替代、战略接替、绿色转型”三步走总体部署,“油气热电氢”格局初步形成。
在氢能业务方面,制氢端,中国石油高纯氢总产能达到6600吨/年,华北石化公司助力“绿色冬奥”、四川石化公司“氢”情赋能绿色大运会,玉门油田电解水制氢示范项目建成投产。输氢端,中国石油宁东天然气掺氢管道示范项目掺氢比例达到24%,创造了国内外天然气管道掺氢输送的新高。售氢端,北京冬奥赛区4座加氢站总供氢能力达到5500千克/日,为近千辆氢燃料电池车提供服务。截至2023年底,中国石油已累计建成21座加氢站(含油氢合建站)。
在氢能技术方面,中国石油成立新型研发机构深圳新能源研究院,牵头集团公司全链条氢能技术研发。该研究院承担多个科技部和国家能源局氢能重点项目,多个技术取得阶段性成果,形成千标方碱性电解水和百千瓦质子交换膜电解水制氢技术,参与制订发布全球首个绿氢标准《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》。
氢能尚处于商业导入期,当前主要是作为炼油、合成氨、合成甲醇的原料。中国石油氢气主要用于油品精制,尚需要加快绿氢替代和二氧化碳捕集封存。间歇的可再生能源电解水制得的绿氢很难与安稳长满优的炼化生产装置直接匹配,而利用稳定网电制氢一方面成本太高,另一方面存在“绿氢不绿”即非全链条零排放的问题。
国家电网为风光可再生电力发展初期的消纳提供了稳定的“蓄水池”。当前,我国风光总装机容量接近12亿千瓦,传统电力调控很难实现可再生电力高比例消纳,构建高效电网氢网协同是可再生能源电解水制氢经济性规模化发展的必由之路。我国氢气年产量高达3500万吨,绿电替代10%即可释放约50吉瓦电解水制氢产能,年消纳约2000亿千瓦时可再生能源电力,可减少数千万吨二氧化碳排放。中国石油吐哈油田规划在乌鲁木齐市米东区建设点对点供电70万千瓦光伏制氢项目,配套建设2万吨/年绿氢装置,代替原有天然气制取的灰氢,预计每年可节省1亿立方米天然气。(石油化工研究院氢能与化工所副所长、党支部书记?李庆勋)
适时适地发展加氢业务推动有效益的稳步发展
当前及未来一段时间,氢能汽车的推广仍将集中在商用场景。中国的氢燃料电池汽车保有量已接近2万辆,氢能商用车保有量居世界首位。从推广应用情况来看,氢能车的发展主要依靠政策补贴和技术突破推动,应用场景集中在大巴车、冷藏车、快递车、重载货运等商用场景。在2024中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,交通运输部表示,“氢能车的推广应用应该按照落实氢源、明确场景、确保安全、因地制宜、适度补贴、有序推进的原则,统筹考虑本地区的产业基础、配套设施、市场需求、资金保障等因素,有序、稳妥开展。”有关部门对于氢能车发展的态度没有明显变化,仍是肯定成果、鼓励有限、不强力推进。预计未来政府将抓住固定路线和特定场景继续推动氢能车的试点示范,政策补贴不会达到电动汽车推广时补贴的强度和广度,将更具有针对性。
五大因素导致氢能车发展不及预期。根据《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,到2025年氢能车保有量约为5万辆。从目前推广应用情况来看,氢能车普及速度不及预期,主要原因有五个方面:一是技术尚不成熟,我国的氢能车技术在系统效率、响应速度等方面存在一定欠缺,可靠性、耐久性与传统燃油车相比存在差距;二是经济性差,氢燃料电池的催化剂使用贵金属,导致氢能车的制造成本大幅增加;三是配套设施不完善,在营加氢站主要为固定的应用场景配套,部分加氢站缺少稳定的氢气来源,乘用车加氢便利性有限;四是市场认可度有限,氢气易燃易爆的属性导致其需要在一定的条件下才能安全使用,消费者对于氢能车安全性的担忧影响购买意愿;五是应用场景单一,主要为商用。
石油企业应保持战略定力,适时适地发展加氢业务。基于国家有关部门明确的发展原则,预计未来氢能汽车仍将呈现重点场景试点示范的发展趋势。传统油气公司应进一步保持在加氢业务上的战略定力。一是适时发展。大部分省市氢能车规划落实程度有限,按照政府规划提前布局的规划思路需要进行调整,需要在了解规划的同时加强对于氢能车需求落实情况的跟踪,根据潜在需要进行布点。二是适地发展。部分省市的氢能车处于闲置状态,主要原因是缺少氢源和应用场景不适配。加氢站布点时需要对应用场景的保障性、适配性、持续性进行详细论证,谨慎布局。三是因效发展。由于区域资源及财政状况不同,各地方政府对于氢能发展的补贴政策及力度不尽相同,这就造成不同地区的加氢站运营收益存在较大差异。建议石油企业当前侧重于在能获取经济半径内的氢源(比如炼厂灰氢)、地方政府补贴力度较大的区域加快布局加氢网点,实现有效益的稳步发展。(规划总院市场营销研究所规划与物流优化研究室主任?魏昭)
企业行动·制氢提纯
华北石化为能源保供注入新动能
中国石油网消息(通讯员黄伟健范婕妤)“华北石化公司采用变压吸附提纯技术,建成500标方/小时和2000标方/小时两套副产氢提纯装置,产出氢气纯度达到99.999%以上,产品质量同时满足燃料电池用氢和高纯氢两个认证标准。”9月9日,在华北石化公司氢能装车场,现场工作人员向记者介绍道。
近年来,华北石化公司积极响应中国石油构建多能互补能源发展新格局的战略举措,充分利用现有制氢能力和副产氢资源,部署建设氢能项目,2022年圆满完成北京冬(残)奥会氢能保供任务,现在每天向北京供应约1300千克氢气。装置投产以来,截至8月末,已累计外送氢气466.4吨。
华北石化全方位优化氢能保供体系,保障氢能装置原料需求和运氢车辆周转及时。在生产过程中,持续优化氢能装置操作,严格过程管控,保证产出氢气质量,保障装置高负荷平稳运行。氢能装置岗位员工每天早上提前完成机组情况检查,确保准时装车,在装车前对车辆进行全面检查,并在装车作业期间,对装车单元进行定时巡检、定压气密检查,在保证装车作业过程安全的同时,保证车辆准时到达加氢站。与此同时,公司生产、化验、销售等环节密切协作,优化出厂方案,高质量完成供应任务。
下一步,华北石化公司将积极落实集团公司关于“双碳三新”的部署,依托公司区位优势、资源优势,加大科技创新投入,强化市场攻坚,扩大销售范围,加快推进氢能发展,不断提升制氢技术和氢气输送能力,为京津冀地区清洁能源供应提供更多支持。
企业行动·管道储运
宝石管业为长距离输氢提供装备支撑
中国石油网消息(记者秦芳王冠慈)宝石管业积极响应国家绿色发展战略,通过技术创新,成功研发出适用于掺氢及高压纯氢输送的钢管产品,为我国氢能产业链发展提供了强有力的装备支持。截至9月2日,该公司已累计生产20%掺氢管线6000余吨,为长庆油田天然气管道掺氢输送先导示范工程生产直径406.4毫米、壁厚10.8毫米及12.7毫米两种规格钢管和热煨弯管180余吨。
近年来,面对全球能源转型和绿色低碳发展趋势,宝石管业聚焦“氢能+”和“CCUS产业链建设”两大创新点,积极推进产业链与创新链深度融合,为油气和新能源主责主业注入活力。
在高压纯氢输送领域,该公司研发的L360MH钢级HFW焊管,在6.3兆帕及以下压力条件下,可满足年输量10万吨级高压纯氢输送管道工程的需求。该焊管管材采用超低碳、低锰、低磷和低硫成分设计,产品具有高洁净度和低偏析的特点以及优良的高压氢相容性和抗氢脆能力,有效解决了氢气长距离输送中存在的氢脆、氢致开裂等难题。
早在2023年,该公司就成功开发出设计压力为6.3兆帕、掺氢比为10%的掺氢输送用螺旋焊管产品,已在我国首条“双高”管线——包头—临河输气管道工程中得到广泛应用,累计应用量达到1.3万余吨,铺设长度达130多公里。今年3月,宝石管业首次完成掺氢输送用热煨弯管试制,为掺氢管材的生产和应用提供了新的可能性。
作为国家级“服务型制造示范企业”,宝石管业在氢能领域的创新实践,为我国氢能产业规模化发展提供了强有力的技术支持和装备保障。
企业行动·终端加氢
销售公司加快氢能布局打造综合能源供应商
中国石油网消息(记者齐莉莉通讯员景宝灵)9月5日,在甘肃销售庆阳东环路加油加氢站,4辆公交车一字排开,正在加氢区加注氢能。该站平均每天销售氢能100千克,为庆阳市50辆公交车加注氢能。这是甘肃销售积极融入地方新能源发展规划、探索用能终端绿色低碳转型的有力尝试。
近年来,在全新愿景的引领下,中国石油将绿色低碳纳入发展战略,大力实施创新、资源、市场、国际化和绿色低碳五大战略,积极推动传统能源与新能源全面融合发展,推动企业转型升级。
作为二次能源,氢能具有来源多样、终端零排、用途广泛等多重优势,在保障国家能源安全、改善大气环境质量、推进能源产业升级等方面具有重要意义,是全球范围内具有发展潜力的清洁能源,也是中国石油未来发展的重要方向。
在氢能供应体系中,加氢站建设是公认难题,氢燃料汽车“加注难”直接限制了行业发展。中国石油销售公司充分利用现有网络终端及专业管理优势,大力开展“油气氢电非”综合能源站研发和建设。氢能产业链按照示范先行、合资合作、协同发展原则,紧盯国家燃料电池产业示范城市群和氢能产业园区布局,存量站“站随车走”及时布局,新增站“适度超前”寸土必争,在四川、甘肃、上海、重庆等地布局建设全国首批“油气电氢”一体化综合能源站。
试点推进加氢业务以来,河北销售建成投运中国石油首座加氢站——崇礼太子城加氢站,成为2022年北京冬奥会最大的氢能保供站点,其间有效满足了每天近200台赛事专用氢能车辆的加注需求。中国石油首座“油气氢电非”五位一体综合能源服务站——北京金龙站,是目前国内加注车型最多、70兆帕连续加注能力最强的油氢合建站。2022年北京冬奥会期间,该站为212辆赛事服务专用氢燃料电池车提供氢能。
四川销售发挥“成渝氢走廊”“成渝电走廊”中心枢纽优势,在“中国牙谷”建成首座“氢电非”综合能源站,今年8月24日,单日加注量首次突破100千克,创开业以来单日销量新高。古城加油加氢站是一座集加油、加氢、洗车、购物于一体的综合性能源服务站,自投运以来,累计服务加氢车辆6万余辆,氢能销量突破55万千克。上海销售在临港新片区建成投运2座加氢站,两站日均加氢量达2100千克,累计加氢量突破120万千克。其中,上海销售首座综合能源服务站——平霄路综合能源服务站集加氢、加油、充电、便利店于一体,日最高加氢量达1300千克;同汇路综合能源服务站为上海销售首座纯氢站,服务全国首条氢动力无轨列车中运量T2线列车,同时兼顾普通加氢车辆。
下一步,销售公司将依托京津冀、长三角、珠三角、川渝等氢能示范城市群,加强氢能全产业链战略布局,根据市场需求,加强高纯氢供应能力。此外,将积极推动“油气电氢”综合能源站建设,试点以氢、电为代表的车用新能源终端销售,不断探索新的低碳商业模式,形成油气为主、多能互补的绿色发展增长极。
特色加氢站》》》
上海
上海销售平霄路综合能源服务站位于上海市临港新片区平霄路820号,是中国石油在上海地区的首座集加油、加氢、充电于一体的综合能源站,设四枪式加油机4台、双枪加氢机2台,设计加氢能力为1000千克/12小时。
该站氢能加注业务于2022年7月上线,运行2个月就达到可研销量。目前,该站日氢能加注量最高突破1200千克,日均服务氢能车辆65辆,已接近满负荷。(庞若煜 韩浩 整理)
重庆
重庆销售持续围绕“两区两线”和“成渝氢走廊”“长江经济带氢走廊”进行加氢业务发展布局。今年投运的丝路综合能源站位于重庆国际物流枢纽园区内,集加油、充电、加氢、汽服、便利店等功能于一体。站内设有一台双枪2.5口径大流量加氢机,每日可保障50台氢燃料电池车辆的能源需求。目前为园区陆海新通道提供24小时氢燃料保障服务,日均销售氢气250余千克。(张继欢 整理)
四川
四川销售古城加油加氢站是中国石油西南地区首座采取合建模式的加氢站,也是中国石油在川首座加氢站。它的建成投运,完善了成都市郫都区氢能交通体系,丰富了氢能应用场景,推动了郫都区氢能产业发展,翻开了四川销售公司加氢业务发展新篇章。该站自投运以来,已累计服务氢能源车辆6万余辆,加氢量超过50万千克,减少碳排放量超1000吨。(王梦颖 整理)
江苏
江苏销售苏州花桥综合能源站是在销售公司整体统筹下,创新推出的全行业首座集加油、加氢、加气、充电、换电、光伏、储能、餐饮、购物、健康、司机之家等功能于一体的全业态全场景综合能源站。
该站位于江苏省昆山市花桥镇,氢能源设备供氢能力为500千克/天,能满足20至30辆氢燃料电池货车的加注需求。有望在今年达到500千克/天的供氢峰值。(杨帅 整理)