來(lái)源:中國能源報
作為寧夏最大的工業(yè)聚集地,寧東能源化工基地(下稱(chēng)“寧東基地”)也是該地區唯一產(chǎn)值過(guò)千億元級的開(kāi)發(fā)區,憑借煤炭資源優(yōu)勢,打造了寧煤400萬(wàn)噸/年煤制油等多個(gè)知名煤化工項目。鮮為人知的是,這里還是氫能“富集地”。截至去年底,基地氫氣總產(chǎn)能達到240萬(wàn)噸左右,占我國氫氣生產(chǎn)總量的12%。
“目前,寧東基地產(chǎn)氫量?jì)H次于山東省,位列全國第二。按照當前增速,我們很快就能實(shí)現超越,氫氣產(chǎn)能有望達到全國第一。”在寧東能源化工基地氫能與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心主任閆新民看來(lái),氫能是解決寧東發(fā)展瓶頸的“制勝之招”,但在氫能領(lǐng)域,寧東還是“新人”。
坐擁豐富的化石能源資源,寧東基地為何另辟蹊徑、瞄準氫能?其發(fā)展又遇到什么樣的瓶頸?
解決固有排放難題
近年來(lái),寧東能源基地在煤化工領(lǐng)域獲得長(cháng)足發(fā)展,形成400萬(wàn)噸煤制油、320萬(wàn)噸煤基烯烴、600萬(wàn)噸煤化工下游產(chǎn)品產(chǎn)能,煤化工產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值占全部工業(yè)經(jīng)濟比重的48%,成為寧夏工業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)的穩定器和動(dòng)力源,但隨之也帶來(lái)了能耗高、碳排放處于高位以及水資源利用不充分等問(wèn)題。
在碳達峰、碳中和目標下,現代煤化工需要提前謀劃如何走出高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、二氧化碳循環(huán)利用的新路子,與此同時(shí),面對我國嚴格的節能減排、環(huán)境監管等政策,現代煤化工產(chǎn)業(yè)清潔高效轉型壓力也與日俱增。
在閆新民看來(lái),發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是解決寧東資源環(huán)境制約瓶頸和碳排放問(wèn)題的“制勝之招”。“如果用可再生能源制綠氫耦合煤化工部分替代煤制氫,按現有的產(chǎn)業(yè)規模,寧東基地每年可實(shí)現壓減煤炭消費1700萬(wàn)噸,減排二氧化碳3000余萬(wàn)噸,降低能耗1200萬(wàn)噸標準煤。同時(shí),利用綠氫合成氨耦合二氧化碳生產(chǎn)尿素,可以降低煤炭消耗,實(shí)現二氧化碳的綜合利用。”
目前,寧東基地部分企業(yè)已開(kāi)始加快布局氫能產(chǎn)業(yè)項目。“依托科技創(chuàng )新,寶豐能源近年來(lái)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),建設了全球單廠(chǎng)規模最大的太陽(yáng)能電解水制氫項目,年產(chǎn)量達2億標方,采用1000標方/小時(shí)堿性電解槽制取綠氫,我們現有制氫設備制1標方氫氣需5.2度電,用電成本為0.63元,加上折舊、人工等成本,制氫成本可以控制在0.7元/標方左右。”寧夏寶豐能源集團股份有限公司副總裁姚敏表示。
應用場(chǎng)景豐富
截至2020年底,寧東氫氣總產(chǎn)能達到240萬(wàn)噸,其中煤制氫235萬(wàn)噸、甲醇制氫2.17萬(wàn)噸、化工副產(chǎn)氫3.4萬(wàn)噸,位居全國第二,占我國氫氣生產(chǎn)總量的12%。
在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期,可再生能源制氫成本較高的背景下,化石能源可以提供穩定且大量的氫源,為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅實(shí)基礎。未來(lái)可再生能源制氫迎來(lái)大規模發(fā)展后,也將為現代煤化工的清潔化轉型創(chuàng )造新的突破口。
事實(shí)上,得益于寧東化工園區的特點(diǎn)和已有產(chǎn)能,氫能在寧東的應用場(chǎng)景豐富。據閆新民介紹,化工用氫是寧東氫能產(chǎn)業(yè)的主力軍,寧東煤化工上下游用氫總量達240萬(wàn)噸/年,用綠氫部分替代煤制氫,理論可替代量達120萬(wàn)噸左右。精細化工、新材料產(chǎn)業(yè)目前用氫量約1萬(wàn)噸,且價(jià)格承受能力強,還能減少耗時(shí)費力的物流運輸,符合園區低成本化發(fā)展需求。
此外,還可推廣氫能交通。閆新民表示,寧東基地對運力的需求量大,每年約產(chǎn)生4000萬(wàn)噸煤炭、2450萬(wàn)噸化工原料和產(chǎn)品,以及1900萬(wàn)噸固廢灰渣,需要重卡物流車(chē)約7000輛。“上述需求,每年形成30億-35億元規模的運輸市場(chǎng)。由于運行區域和路線(xiàn)相對固定集中,很適合采用氫能重卡實(shí)現短倒運輸。”
閆新民強調,未來(lái)5年,寧東基地將發(fā)揮氫能“第二資源”優(yōu)勢,做好可再生能源發(fā)電、電解水制氫,在氫能耦合化工、精細化工用氫、氫儲能、氫能交通等領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)力,創(chuàng )造創(chuàng )新的商業(yè)模式。“如今,寧東已成立氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、節能與碳減排促進(jìn)中心作為專(zhuān)業(yè)機構統籌推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”
具有經(jīng)濟性前景
據介紹,寧東基地在發(fā)展綠氫方面也具有得天獨厚的優(yōu)勢,可在讓氫能更具經(jīng)濟性的同時(shí)為化工園區帶來(lái)更多經(jīng)濟效益。
作為光伏發(fā)電一類(lèi)資源區,寧東年日照時(shí)間達3000小時(shí)以上,光伏年發(fā)電時(shí)長(cháng)達1700小時(shí)。同時(shí),寧東煤炭壓覆區面積較大,“在煤炭壓覆區上布局光伏,可以大幅度降低土地成本,同時(shí)加上光伏組件價(jià)格的降低,按光伏發(fā)電成本每度0.23元/度進(jìn)行測算,寧東制備綠氫的成本可以控制在15.6元/公斤。理論上說(shuō),寧東發(fā)展氫能在經(jīng)濟性上已具備競爭力。”閆新民表示。
在此基礎上,寧東基地仍在不斷尋求更經(jīng)濟性、高質(zhì)量的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。閆新民表示:“光伏、氫能、區域自愿交易是拉動(dòng)寧東新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的‘三駕馬車(chē)’,電價(jià)決定氫價(jià),如果要把氫價(jià)降下來(lái),就要把電價(jià)降下來(lái),因此,我們將持續致力于在光伏發(fā)電方面做減法,把電價(jià)降下來(lái)。”
據了解,寧東基地將逐步構建和完善氫能全產(chǎn)業(yè)鏈,聚焦綠氫替代灰氫等工程。“化工產(chǎn)生的問(wèn)題,還需通過(guò)化工的辦法來(lái)解決。在煤化工項目反應過(guò)程中,若能用可再生能源發(fā)電制氫來(lái)替代原有的灰氫,對降低能耗、減少排放將呈指數級效果。”閆新民透露,以綠氫耦合煤化工為切入點(diǎn),一批項目先試先行,“例如,由寶豐能源集團打造的儀器6000標方/小時(shí)綠氫制備現已投產(chǎn),用于耦合煤制烯烴生產(chǎn)。”
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