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)。”