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)部副總經理郭安翔表示，中國石化首次在國內規(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，以潔凈油品和現代化工為兩翼，以新能源、新材料、新經濟為重要增長極)產業(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，投產后將成為世界上最大的綠氫生產項目。

　　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)產提升新能源就地消納能力關鍵技術示范應用。

　　根據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，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)電及綠氫生產項目即將投產，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，如大規(guī)模綠氫生產的工程技術、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-利用全流程關鍵環(huán)節(jié)，能有效擴大綠氫應用場景，提升綠氫產業(yè)整體發(fā)展質量，對促進國內制氫設備產業(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，將成為煉化產業(yè)促進國家“雙碳”目標的典型示范，對于實現煉化全產業(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;研究源網荷儲的協(xié)調開發(fā)和科學配置，形成了針對項目的“源網荷儲氫一體化”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、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;開展電力交易數據參與碳排放數據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）