加快突破新能源制氫系列關(guān)鍵技術(shù)

　　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)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(fēng)電等可再生波動電源條件下制氫的多項(xiàng)技術(shù)難題。

　　自從國家提出構(gòu)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(xué)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(shù)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(gòu)建新型電力系統(tǒng)?其破圈建設(shè)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(guān)注的熱點(diǎn)，本報(bào)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(xiàng)目研究新型電力系統(tǒng)

　　中國能源報(bào)：在“雙碳”目標(biāo)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(gòu)建新型電力系統(tǒng)?

　　郭安翔：我國向世界作出碳達(dá)峰碳中和的莊重承諾后，能源低碳化轉(zhuǎn)型進(jìn)程顯著加快，一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會變革即將到來。中國石化錨定世界領(lǐng)先潔凈能源化工公司愿景，構(gòu)建“一基兩翼三新”(以能源資源為基礎(chǔ)，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(jì)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(biāo)。我們開展了新疆庫車光伏發(fā)電制綠氫項(xiàng)目建設(shè)，接著又開展了內(nèi)蒙古鄂爾多斯3萬噸/年風(fēng)光制氫與中天合創(chuàng)煤化工耦合示范項(xiàng)目，這兩個(gè)項(xiàng)目是中國石化氫能產(chǎn)業(yè)鏈全流程的典型示范項(xiàng)目和綠氫煉化重大示范項(xiàng)目，投產(chǎn)后將成為世界上最大的綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目。

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

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

　　中國能源報(bào)：如何定位中國石化在新型電力系統(tǒng)構(gòu)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(shù)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(shù)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(shí)，新疆庫車等大型新能源發(fā)電及綠氫生產(chǎn)項(xiàng)目即將投產(chǎn)，海上風(fēng)電和鄂爾多斯、烏蘭察布等項(xiàng)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(yùn)……總的來說，中國石化在綠電和綠氫方面開展了多個(gè)重大專項(xiàng)研究和工程實(shí)踐，具備一定技術(shù)先導(dǎo)優(yōu)勢。

　　致力于打通風(fēng)光綠氫全流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)

　　中國能源報(bào)：電-氫-煤化工聯(lián)產(chǎn)提升新能源就地消納能力關(guān)鍵技術(shù)示范應(yīng)用是新型電力系統(tǒng)重大技術(shù)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(shù)革命的重要方向，能有效促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，具有綠色、高效、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢，被認(rèn)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(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸、工業(yè)和建筑等領(lǐng)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(fēng)電等可再生波動電源條件下制氫的多項(xiàng)技術(shù)難題，如大規(guī)模綠氫生產(chǎn)的工程技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、裝備優(yōu)化及選型、氫氣儲運(yùn)工藝技術(shù)及材料研發(fā)、綜合技術(shù)集成優(yōu)化、新能源制氫關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范研究、波動性高負(fù)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(xiàng)目，將貫通風(fēng)光發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運(yùn)、綠氫煉化等綠氫生產(chǎn)-利用全流程關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能有效擴(kuò)大綠氫應(yīng)用場景，提升綠氫產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展質(zhì)量，對促進(jìn)國內(nèi)制氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展具有重要意義。項(xiàng)目將新能源電力、氫能有機(jī)結(jié)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(shè)提供有力參考。此外，項(xiàng)目減排效果良好，將成為煉化產(chǎn)業(yè)促進(jìn)國家“雙碳”目標(biāo)的典型示范，對于實(shí)現(xiàn)煉化全產(chǎn)業(yè)減排減碳目標(biāo)起到先鋒軍的領(lǐng)頭作用。

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

　　郭安翔：具體突破了以下關(guān)鍵技術(shù)：探究不同新能源電源輸入方式的源/網(wǎng)特征的模擬技術(shù)，解決了風(fēng)電、光伏發(fā)電等多種波動電源一體化設(shè)計(jì)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(jì)算方法，形成適應(yīng)復(fù)雜工況的電解制氫系統(tǒng)配置優(yōu)化與過程控制技術(shù);突破了復(fù)雜運(yùn)行工況對電解堆性能和壽命的影響機(jī)理，形成了適應(yīng)波動性輸入的電解堆經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)和優(yōu)化技術(shù)。

　　在光伏、風(fēng)電等波動電源制氫復(fù)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(shè)計(jì)技術(shù)，同時(shí)研究解決風(fēng)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(yīng)復(fù)雜工況的電解制氫系統(tǒng)配置優(yōu)化與過程控制技術(shù)，使風(fēng)光發(fā)電功率與制氫設(shè)備負(fù)荷同步均衡荷載，在確保設(shè)備安全可靠的同時(shí)，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(xué)配置，形成了針對項(xiàng)目的“源網(wǎng)荷儲氫一體化”模式，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行效率，在一定程度上解決了電網(wǎng)、新能源、波動負(fù)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(bào)：中國石化在電力系統(tǒng)潛在顛覆性技術(shù)布局還有哪些研究?

　　郭安翔：除上述新能源規(guī)模制氫技術(shù)突破外，中國石化還加大了CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)研發(fā)，針對碳捕集、分離、運(yùn)輸、利用、封存及監(jiān)測等各個(gè)環(huán)節(jié)開展核心技術(shù)攻關(guān)。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(shù)”等電力系統(tǒng)潛在顛覆性技術(shù)布局。同時(shí)，開展電力市場、碳市場、用能權(quán)市場相互影響機(jī)理及關(guān)聯(lián)關(guān)系、分析模型研究;開展電-碳價(jià)格耦合方式、傳導(dǎo)機(jī)理研究;開展綠電、綠證、CCER 等指標(biāo)間相互核算關(guān)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(biāo)核算的模型和方法研究。

　　中國能源報(bào)：中國石化還開展了高溫氣冷堆與石化耦合的調(diào)研，請談?wù)勀壳暗倪M(jìn)度和成果?

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

　　當(dāng)前正值國家核能廠址復(fù)核納規(guī)工作的窗口期，中國石化與中核集團(tuán)將以此為契機(jī)，加快項(xiàng)目推進(jìn)速度，以試點(diǎn)項(xiàng)目落地為目標(biāo)，加強(qiáng)耦合問題研究和攻關(guān)。未來將進(jìn)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(guān)規(guī)劃。（記者 蘇南 董梓童）