中国石化甲醇现场制氢加氢一体站的正式运营,证明了分布式甲醇制氢是我国加氢站可持续发展的有效路径,为我国氢能产业跨越式发展提供了安全可靠、绿色智能、集约高效的“石化方案”,将对降低氢气成本、大规模推广应用作出积极贡献。
在打造“第一氢能公司”的战略背景下,中国石化全国首个甲醇制氢加氢一体站项目投用,破解了我国氢气储存和运输成本高昂的窘局,为加快构建氢能供应网络提供了示范样本
前不久,我国首个甲醇制氢加氢一体站项目投用,且达到国内领先水平,能否在全国加能站复制推广,业内人士颇为关注。
中国石化燃料油公司执行董事、党委书记杨军泽表示:“中国石化甲醇现场制氢加氢一体站的运营,证明了分布式甲醇制氢是我国加氢站可持续发展的有效路径,为我国氢能产业跨越式发展提供了安全可靠、绿色智能、集约高效的‘石化方案’,将对降低氢气成本、大规模推广应用作出积极贡献。”
那么,到底什么样的加油站可复制推广?复制推广又将注意些什么问题?中国石化给出了答案。
截至目前,国内已建成近270座加氢站,但不足以满足氢能大规模商业应用的需求。中国石化拥有3万多座加油站,为甲醇制氢加氢一体站项目奠定了基础。
当然,并不是所有的站都适合投用甲醇制氢加氢一体站项目。换句话说,加油站一定要具有一定条件。
“从设备改造上不存在什么样的问题,只需要将加油罐变成甲醇的储罐,将加油机变成氢气的压缩机。总之,从改装的角度来讲很容易实现。”石科院第二十七研究室副主任徐润表示。
现在最大的问题是加油站要具备一定面积基础。因为甲醇制氢加氢一体站,包括甲醇储罐、制氢加氢相关设备,需要近700平方米(1亩)的占地面积。这样的占地面积,基本只能乡镇加油站有。
石科院设计一体站之初就采用橇块化建设,橇块化设计具有集成度高、布局方便、占地面积小等特点,能够准确的通过加氢站面积和需求量自行调节,便于运输、吊运和管理,既适用永久站,又适用临时站。简单说,加氢站只要有一个60多平方米的地方,就可以投入制氢设备,即便在城区的加氢站也可以实现。
要关注后端氢能市场的需求是否充足。例如,中国石化燃料油公司已在大连自贸区建成两座油气氢电服“五位一体”综合加能站。与此同时,还有6座“五位一体”综合加能站启动开工建设,计划在今年全面投用。
为什么要在大连布局8座综合加能站?因为大连氢能产业高质量发展基础良好,具备国内领先的研发技术优势,氢能产业链初具雏形。当前,大连自贸区已全面布局氢气制、储、运、加、用等环节,构建起包括氢气制取、氢能装备制造、氢燃料电池及配套零部件、氢燃料电池整车、氢能分布式电源及氢能研发技术检测等在内的氢能产业生态链。
具备氢能研发技术优势,围绕需求端,中国石化也做了考量。比如盛港综合能源站,目前每天以1000公斤满负荷制氢,明显在用氢方面是有富余的。随着8座加能站走上正轨,后期富余氢气可实施区域资源调节,加上与辽宁大连石油公司的诸多加氢站合作供应氢气,可实现一个制氢站带动两三个加氢站的区域发展模式,实现效益和功能的最大化,达到产销平衡,形成制、用、储、销一体化持续发展模式。
“届时,盛港综合能源站可当作一座制氢加氢站母站,成为周边50公里之内其他加氢站的一座中转站。”徐润表示。为此,从甲醇制氢加氢复制推广的角度来讲,至少要考虑周边50公里之内的用氢需求,包括相关氢燃料电池车的发展情况。
此外,在复制推广的过程中要注意项目本身的整体协调性和控制可靠性。它不同于只有加油机和储罐的加油站。现在要投用一体站项目,包括甲醇的储存、氢气的制取、氢气的压缩、氢气的加注等,需要在工艺上注意这四点的平衡控制。
虽然有面积和需求的要求,但为进一步加速氢能产业加快速度进行发展,中国石化在建站之初就为复制推广提供了最大可能性。
随着甲醇制氢应用的成熟,在技术层面也会有一定优化的空间。因为一体站装置毕竟是全国首套,石科院在设计中更多考虑冗余问题。过一两年时间,一切指标达到优良,就能更加进一步优化。比如,装置在反应效率、内部控制环节、强化传热反应器等方面都可以优化。
徐润说,随着各种层面的优化,后续设备能选择模块化制造,一台、两台、三台……就像造车一样,能够准确的通过技术成熟度进行相应升级。
随着技术成熟,一体站项目可以用橇装的形式实现。“我们都知道市场上有很多橇装加油站。甲醇制氢加氢一体站也可以用橇装的形式实现,就是制氢一个橇装、加氢一个橇装,两个瓶组可以变成一个瓶组,两个压缩机可以变成一个压缩机,制氢橇直接连接加氢橇,大幅度减少了占地面积。”徐润表示。
日前,又有好消息传来。针对该领域没有标准可借鉴的问题,大连自贸区政府创新推出了全国首个制氢加氢一体站技术规范——《中国(辽宁)自由贸易试验区大连片区(保税区)制氢加氢一体站技术规范》。
“这对全国构建制氢、加氢、储氢、用氢全产业链一体化发展模式,具有逐步推动作用和实践意义。”中石化北方能源(大连)有限公司CEO王海波说。
不仅如此,中国石化为项目的复制推广还提供人才支撑。由其牵头组建的北方氢谷职业技能培训学校,于近日在大连揭牌成立。学校将作为国家氢能产业的制、储、运、用、产、学、研“全链条单位”,致力于培养氢能技术和技能人才,加速能源转型。
“中国石化打造一体站模式,为在全国范围内加快构建安全、稳定、高效的氢能供应网络提供了可复制可推广的经验,对助力实现“双碳”目标具有十分重要的现实和历史意义。”燃料油公司总经理、党委副书记房海峰指出。
随着我国“双碳”目标提出,新能源替代传统化石能源的速度加快,石油企业的转型步伐也在加快。其中,中国石化提出了打造顶级规模、科技领先、管理一流的“中国第一氢能公司”。
中国石化氢能中长期发展的策略,始终是按照加氢引领、绿氢示范、双轮驱动、助力减碳的思路,围绕氢能交通、绿氢炼化两大领域积极地推进产业示范。
4月10日,中国石化宣布,“西氢东送”输氢管道示范工程纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》,标志着我国氢气长距离输送管道进入新发展阶段。
“西氢东送”起于内蒙古乌兰察布,终点位于北京市燕山石化。管道全长400多公里,是我国首条跨省区、大规模、长距离纯氢输送管道。
“绿氢是通过风能、光能等可再次生产的能源制造而成的氢气。如何把内蒙古乃至我国西部的绿氢运送到东部市场需求旺盛的区域,一直是制约绿氢产业高质量发展的瓶颈。输氢管道能轻松实现大规模、长距离输送氢气,且兼顾经济性。”业内专家这样认为。管道建成后,中国石化可依托“西氢东送”管道建设支线及加氢母站,助力京津冀氢能走廊的高效构建,助力京津冀地区“双碳”目标实现。
绿氢炼化方面,中国石化启动了我国首个万吨级光伏绿氢示范项目——新疆库车绿氢示范项目。其首套自主研发的兆瓦级PEM电解水制氢装置,已在燕山石化成功投产。2月16日,中国石化启动了全球最大的绿氢项目——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目。该项目计划年制绿氢3万吨、绿氧24万吨,总投资约57亿元,投产后预计能够大大减少二氧化碳排放143万吨/年,是目前全球最大的绿氢耦合煤化工项目。
氢能交通方面,中国石化在国内先后建成了9个氢燃料电池供氢中心,并加快加氢站布局,建设和运营加氢站数量居全球首位。根据规划,“十四五”期间,中国石化拟规划布局1000座加氢站或油氢合建站,为社会公众提供综合能源。
在气液储运和危化品储运管理方面,中国石化有着丰富经验。其建成的“巴陵—长岭”氢气输送管线公里,是国内最长的氢气输送管线,可为相关装置提供氢气资源。
中国石化的氢能战略顺应了国家政策发展导向。据不完全统计,目前国内已有21个省69个市出台了相应的氢能规划。省级规划中,到2025年合计推广氢燃料电池汽车11.1万辆、加氢站超过1000座。据中国汽车工程学会编制的《节能与新能源汽车技术路线年氢燃料电池车保有量将达到100万辆。
有着如此巨大的氢能全产业链发展前途,中国石化加氢站相关布局势必将更快。“甲醇加氢制氢一体化应用模式,会以一个比较快的速度在加油站复制推广。”王海波说。(周志霞)
国家发展改革委、国家能源局近日印发《关于快速推进充电基础设施建设更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴的实施建议》,提出创新农村地区充电基础设施建设运营维护模式,支持农村地区购买使用新能源汽车,加强公共充电基础设施布局建设,加快实现适宜使用新能源汽车的地区充电站“县县全覆盖”、充电桩“乡乡全覆盖”。
5月17日,科技部等12部门发布的《深入贯彻落实习重要批示精神加快推进北京国际科技创新中心建设的工作方案》指出,打造智能制造产业集群,支持集成电路、新能源智能(网联)汽车、机器人、智能装备等发展,规划和建设智能网联“车路云网图”支撑体系。打造绿色智慧能源产业集群,大力推动低碳、零碳、负碳研发技术与产业化,壮大以能源互联网、氢能及燃料电池为代表的绿色能源与节能环保技术创新。
5月18日,中国光伏行业协会副秘书长刘译阳表示,未来三年,国内分布式光伏仍将保持稳中有增的态势,预计可实现50~65吉瓦的年新增装机规模。此外,中国光伏行业协会批准发布10项中国光伏行业协会户用光伏并网发电系统系列标准,目前正在报批行业标准,即将对外发布。
近日,安徽省能源局复函同意国家能源集团安徽公司熔盐储能项目为技术创新项目,并同意可替代电化学储能功率和容量为70兆瓦/140兆瓦时。该项目为全国首个熔盐储能替代电化学储能项目。
在5月20日举行的第七届世界智能大会上,全球首台氢电混合动力人工智能运输机器人(ART)发布。该机器人最大载重65吨,最高时速35千米,采用186千瓦时电池,装配了5个140升的氢气罐。该车通过氢燃料发动机逐步提升续航能力,运行时长可达13小时,较电动人工智能运输机器人提升25%以上。
5月20日,中国海油公布消息称,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网。“海油观澜号”服役于距海南文昌136公里的海域,装机容量7.25兆瓦,投产后年均发电量将达2200万千瓦时。这是我国首次实现深远海浮式风电平台直接为海上油气田群供电,标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。
5月17日,国家发展改革委新闻发言人孟玮表示,当前,新能源汽车产业正面临前所未有的发展机遇。国家发展改革委将持续完善政策措施,引导有关方面抢抓机遇,提高技术创造新兴事物的能力,构建新型产业生态,推动产业融合发展,完善基础设施体系,深化开放交流合作,不断的提高产业核心竞争力,多措并举扩大新能源汽车消费,推动新能源汽车产业高质量发展。
据央视新闻报道,5月16日,中国东盟新能源汽车检测认证联盟在位于广西南宁的中国-东盟检验测试认证高技术服务集聚区成立。该联盟是国家新能源汽车行业第一个产、学、研、检一体化的创新协同联盟,将协力构建新能源汽车产业链标准体系,组织开展标准、计量、检验检测、认证认可等国家质量基础设施合作交流,推动新能源汽车产业链标准、检验测试认证国内国际采信互认。
中石化北方能源(大连)有限公司建设的我国首座分布式甲醇制氢加氢一体站在大连自贸区正式投用以来,效果非常明显。该项目采用中国石化自主研发的分布式甲醇制氢系统,包含甲醇重整、催化氧化、过程强化、系统集成等多项自主创新成果,实现了甲醇制、储、加、运一体化发展的全产业链模式,不仅破解了制约我国氢能产业高质量发展的关键环节,而且系统制氢效率、系统自动化、智能化水平均达到全国领先水平。
甲醇制氢加氢一体站运用中国石化石油化工科学研究院配套研发的RSR-501新型甲醇重整催化剂和CCC-101/102催化氧化催化剂,有效化解传统催化剂金属团簇晶粒尺寸与稳定性的矛盾,大幅度的提高了原料的利用效率。一体站生产的氢气纯度达到99.999%,每小时制氢500标准立方米,每天可产出1000公斤氢气。制氢、运氢到储氢的综合成本相比传统加氢站降低了20%以上。
一体站装置系统建设采用橇块化建站模式,场地利用率为全国最高,主体装置仅占64平方米,而同等制氢规模的传统设备占地面积超过500平方米。小型化的最大好处是与后续的模块化相呼应,可实现一键开停车、云端监控等智能化操作。
在一体站立项之前,中国石化专家就参与了站内制氢项目安全论证,确认项目安全可靠,具备站内制氢的示范条件。比如该装置最大限度地考虑了设备和建筑物之间的防火、防爆安全间距要求,以及与相邻设备或建筑物之间的安全距离。加氢站投用制氢装置,安全性能逐步提升。比如,加氢车加氢只需要35兆帕,但在加氢站储氢需要45兆帕,加氢站制氢大幅度降低了高压储氢的风险,也消除了以往运输接卸环节的安全风险。
该系统环保性能优异,生产的全部过程中无固废影响、无废水外排、无尾气污染。在满足加氢站内安全和运营控制要求的前提下,与国内同类运行装置相比能耗更低、甲醇消耗更少,节约能源的效果非常显著。(周志霞)
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