加快突破新能源制氫系列關鍵技術

　　中國石油化工股份公司化工事業(yè)部副總經(jīng)理郭安翔表示，中國石化首次在國內(nèi)規(guī)?；霉夥l(fā)電制氫，將突破性地解決基于光伏發(fā)電、風電等可再生波動電源條件下制氫的多項技術難題。

　　自從國家提出構建新型電力系統(tǒng)后，電力行業(yè)、儲能行業(yè)、油氣煤行業(yè)及專家學者紛紛研究新型電力系統(tǒng)。在今年國家電網(wǎng)公司發(fā)起成立的新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新聯(lián)盟中，“三桶油”赫然在列。那么，油氣企業(yè)如何跨界構建新型電力系統(tǒng)?其破圈建設新型電力系統(tǒng)的優(yōu)勢是什么?如何開展新能源系統(tǒng)電氫一體化綜合利用?圍繞這些業(yè)界關注的熱點，本報記者近日專訪了中國石油化工股份公司化工事業(yè)部副總經(jīng)理郭安翔。

　　依托能源基地項目研究新型電力系統(tǒng)

　　中國能源報：在“雙碳”目標及能源行業(yè)加快融合發(fā)展的背景下，中國石化如何參與構建新型電力系統(tǒng)?

　　郭安翔：我國向世界作出碳達峰碳中和的莊重承諾后，能源低碳化轉型進程顯著加快，一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革即將到來。中國石化錨定世界領先潔凈能源化工公司愿景，構建“一基兩翼三新”(以能源資源為基礎，以潔凈油品和現(xiàn)代化工為兩翼，以新能源、新材料、新經(jīng)濟為重要增長極)產(chǎn)業(yè)格局，提出打造“中國第一氫能公司”的目標。我們開展了新疆庫車光伏發(fā)電制綠氫項目建設，接著又開展了內(nèi)蒙古鄂爾多斯3萬噸/年風光制氫與中天合創(chuàng)煤化工耦合示范項目，這兩個項目是中國石化氫能產(chǎn)業(yè)鏈全流程的典型示范項目和綠氫煉化重大示范項目，投產(chǎn)后將成為世界上最大的綠氫生產(chǎn)項目。

　　中國石化在參與構建新型電力系統(tǒng)的過程中，依托在建的綠電制氫重大項目開展大型能源基地協(xié)同構建模式研究，以新疆庫車光伏發(fā)電制綠氫項目和內(nèi)蒙古鄂爾多斯綠氫項目為依托，開展大型風光基地電源優(yōu)化組合、風光配比及配套調(diào)節(jié)電源規(guī)模研究，同時開展能源系統(tǒng)電氫一體化綜合利用與深度減排技術、電-氫-煤化工聯(lián)產(chǎn)提升新能源就地消納能力關鍵技術示范應用。

　　根據(jù)集團公司相關部署要求，中國石化有意向參加新型電力系統(tǒng)重大技術聯(lián)合創(chuàng)新框架內(nèi)容6個大項15個子項的工作。近期，中國石化以開展的綠電綠氫項目和電碳集中交易為依托，啟動新型電力系統(tǒng)相關重大技術創(chuàng)新研究。

　　中國能源報：如何定位中國石化在新型電力系統(tǒng)構建中的地位和作用?

　　郭安翔：中國石化是新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新聯(lián)盟副理事長單位，在新能源資源開發(fā)利用和綠電、綠氫生產(chǎn)，以及氫能制備技術等方面都走在央企前列，在氫基煉化和氫能交通方面的業(yè)績?yōu)榇蛟熘袊谝粴淠芄緞?chuàng)造了條件。同時，新疆庫車等大型新能源發(fā)電及綠氫生產(chǎn)項目即將投產(chǎn)，海上風電和鄂爾多斯、烏蘭察布等項目正在論證，燕山石化等制氫中心、充換電站和加氫站建成投運……總的來說，中國石化在綠電和綠氫方面開展了多個重大專項研究和工程實踐，具備一定技術先導優(yōu)勢。

　　致力于打通風光綠氫全流程關鍵環(huán)節(jié)

　　中國能源報：電-氫-煤化工聯(lián)產(chǎn)提升新能源就地消納能力關鍵技術示范應用是新型電力系統(tǒng)重大技術聯(lián)合創(chuàng)新框架重要內(nèi)容之一。那么，中國石化是如何開展新能源系統(tǒng)電氫一體化綜合利用的?

　　郭安翔：氫能是全球能源技術革命的重要方向，能有效促進能源結構調(diào)整和能源轉型發(fā)展，具有綠色、高效、應用范圍廣等優(yōu)勢，被認為是推動傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和支撐可再生能源大規(guī)模發(fā)展的理想互聯(lián)媒介，也是實現(xiàn)交通運輸、工業(yè)和建筑等領域大規(guī)模深度脫碳的最佳選擇。

　　中國石化首次在國內(nèi)規(guī)模化利用光伏發(fā)電制氫，將突破性地解決基于光伏發(fā)電、風電等可再生波動電源條件下制氫的多項技術難題，如大規(guī)模綠氫生產(chǎn)的工程技術、系統(tǒng)控制技術、裝備優(yōu)化及選型、氫氣儲運工藝技術及材料研發(fā)、綜合技術集成優(yōu)化、新能源制氫關鍵技術標準與規(guī)范研究、波動性高負載對電網(wǎng)影響等，具有重要意義。

　　我們依托新疆庫車綠氫項目，將貫通風光發(fā)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(chǎn)-利用全流程關鍵環(huán)節(jié)，能有效擴大綠氫應用場景，提升綠氫產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展質(zhì)量，對促進國內(nèi)制氫設備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展具有重要意義。項目將新能源電力、氫能有機結合，形成了新能源、氫能的高效綜合利用，將為后期綜合能源基地建設提供有力參考。此外，項目減排效果良好，將成為煉化產(chǎn)業(yè)促進國家“雙碳”目標的典型示范，對于實現(xiàn)煉化全產(chǎn)業(yè)減排減碳目標起到先鋒軍的領頭作用。

　　中國能源報：中國石化對綠電制綠氫示范項目的研究，為構建新型電力系統(tǒng)突破了哪些新能源規(guī)模制氫關鍵技術?

　　郭安翔：具體突破了以下關鍵技術：探究不同新能源電源輸入方式的源/網(wǎng)特征的模擬技術，解決了風電、光伏發(fā)電等多種波動電源一體化設計難題;研究了新能源等波動電源制-儲-輸氫源荷一體智能演化決策模型及計算方法，形成適應復雜工況的電解制氫系統(tǒng)配置優(yōu)化與過程控制技術;突破了復雜運行工況對電解堆性能和壽命的影響機理，形成了適應波動性輸入的電解堆經(jīng)濟性設計和優(yōu)化技術。

　　在光伏、風電等波動電源制氫復雜工況下，我們形成了堿液、PEM兩種電解堆的最優(yōu)配置方案設計技術，同時研究解決風電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電直接制氫的產(chǎn)氫波動性和化工企業(yè)用氫穩(wěn)定性之間的矛盾，優(yōu)化形成更適合規(guī)?；某商拙G電制氫系統(tǒng);研究形成了適應復雜工況的電解制氫系統(tǒng)配置優(yōu)化與過程控制技術，使風光發(fā)電功率與制氫設備負荷同步均衡荷載，在確保設備安全可靠的同時，提升系統(tǒng)效率;研究源網(wǎng)荷儲的協(xié)調(diào)開發(fā)和科學配置，形成了針對項目的“源網(wǎng)荷儲氫一體化”模式，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定運行效率，在一定程度上解決了電網(wǎng)、新能源、波動負載之間的矛盾。

　　將合作開展電力系統(tǒng)諸多顛覆性研究

　　中國能源報：中國石化在電力系統(tǒng)潛在顛覆性技術布局還有哪些研究?

　　郭安翔：除上述新能源規(guī)模制氫技術突破外，中國石化還加大了CCUS(碳捕集、利用與封存)技術研發(fā)，針對碳捕集、分離、運輸、利用、封存及監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)開展核心技術攻關。我們以“勝利發(fā)電廠100萬噸/年CO2捕集與利用”為依托，開展了“碳捕捉利用及封存技術”等電力系統(tǒng)潛在顛覆性技術布局。同時，開展電力市場、碳市場、用能權市場相互影響機理及關聯(lián)關系、分析模型研究;開展電-碳價格耦合方式、傳導機理研究;開展綠電、綠證、CCER 等指標間相互核算關系研究;開展電力交易數(shù)據(jù)參與碳排放數(shù)據(jù)和用能指標核算的模型和方法研究。

　　中國能源報：中國石化還開展了高溫氣冷堆與石化耦合的調(diào)研，請談談目前的進度和成果?

　　郭安翔：在國家“雙碳”目標下，中國石化與中核集團優(yōu)勢互補、開放合作，大力推動先進核能與石化耦合發(fā)展技術深化和示范項目落地。在雙方團隊的緊密配合下，海南洋浦綠能項目已完成高溫氣冷堆廠址普選報告編制和評審，正有序開展項目初可研工作，計劃2022年底前完成初可研評審。

　　當前正值國家核能廠址復核納規(guī)工作的窗口期，中國石化與中核集團將以此為契機，加快項目推進速度，以試點項目落地為目標，加強耦合問題研究和攻關。未來將進一步明確合作路線圖，完成初可研等前期工作，爭取早日納入國家有關規(guī)劃。（記者 蘇南 董梓童）