
1955年,克拉瑪依一號井噴出工業油流,宣告了新中國第一個大油田的誕生,也標志著克拉瑪依這座城市的誕生。60多年來,克拉瑪依油田已成為我國西部首個千萬噸大油田和大型煉油化工基地。隨著“雙碳”目標的推進,這座因“石油”而生、因“石油”而興的重工業城市,近年來也在努力探索能源轉型與低碳減排的新路徑。
2022年,國家發展改革委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035年)》,明確氫能是未來國家能源體系的重要組成部分。相較于風電、光伏等新能源產業,氫能作為當前技術條件下最為清潔的終極能源,已成為能源轉型發展的又一重要途徑。
新疆是中國重要的能源基地,擁有豐富的太陽能和風能資源,因此新疆發展綠氫的潛力巨大。作為新疆首批氫能示范區,克拉瑪依決定在發展氫能產業上“下功夫”,將氫能產業作為全市戰略發展方向,圍繞建設“新疆氫能港”、打造“中國西部氫都”推行了一系列發展行動。
資料顯示,氫氣是一種二次能源,需要從煤、水等物質中提取。根據氫氣的制取方式與碳排放強度不同,可分為灰氫、藍氫和綠氫。灰氫主要是通過天然氣或煤炭等化石燃料燃燒產生的氫氣,其碳排放量最高;藍氫是在灰氫基礎上,結合碳捕集、利用與封存技術獲取的氫氣;綠氫則由清潔能源和可再生能源制氫,如電解水制氫,其制取過程并不會排放二氧化碳。
目前,氫能產業的發展主要以綠氫為主。克拉瑪依作為重工業城市,在石油煉化過程中會產生大量碳排放較高的“灰氫”。利用零碳排放的可再生能源電解水制“綠氫”替代傳統的“灰氫”,是當前克拉瑪依發展氫能的重要理念。
“氫能產業能不能發展起來,取決于有沒有應用場景。”克拉瑪依市委常委、常務副市長余興國對《中國報道》記者表示,克拉瑪依之所以具備發展氫能的條件,就在于“綠氫”替代“灰氫”的潛力大,整體氫氣的消納能力強CCV334lnPgk9xAoTVrszrg==。例如,克拉瑪依相關煉化企業全年耗氫量達10萬噸以上,其中天然氣制氫占比約40%,工業制造副產氫占比約60%,這些都是克拉瑪依氫能發展的重要保底量。
與此同時,通過化工加氫精制和煉油加氫精制提高石油品質也是克拉瑪依較為成熟的氫能應用場景。克拉瑪依的石油石化產業鏈非常豐富,而石油石化原料在制備過程中產生的大量二氧化碳可以進一步被開發。作為克拉瑪依市重要的石化企業,中石油克拉瑪依石化公司具備強大的新能源消納能力和科研能力,其國內首套30萬噸/年潤滑油高壓加氫裝置已經建成投產。
除了石油石化產業對綠氫的需求拉動,為了滿足氫能更多的應用場景,克拉瑪依正充分利用其在風能和太陽能方面的資源優勢,以及在石油化工領域的深厚基礎,構建“風光制氫、石化用氫、氫電供能”的產業鏈。
據了解,目前克拉瑪依已陸續啟動建設多個標志性重大產業項目,如新疆油田公司克拉瑪依白堿灘40萬千瓦光伏制氫源網荷儲一體化項目計劃于今年第四季度開工,建成后有望成為全國規模最大的綠氫項目,碳減排約每年21萬噸。油氫綜合能源站等項目的前期工作也正在有序推進。
“相較于其他地區把氫能當作燃料,我們更多是將氫能作為一種原料,因此氫能的應用場景也得到了大大的增加。目前,氫能在交通領域的應用正進一步拓展,如重型卡車、公共交通等。”克拉瑪依市發展和改革委員會相關負責人說。
“當前氫氣價格高昂,作為商品的市場競爭能力仍有待提高。此外,氫能的安全問題也一直沒有得到根本性解決。”中國工程院院士、煤炭精細勘探與智能開發全國重點實驗室主任彭蘇萍在公開演講中表示。
成本與安全是制約地方氫能產業發展的“攔路虎”。多位受訪者告訴《中國報道》記者,克拉瑪依在發展氫能的過程中也面臨同樣的困難與挑戰。
克拉瑪依市高新技術產業開發區黨工委委員、管委會副主任葛本亮告訴記者,目前天然氣制氫、煤制氫的成本每公斤大約為10元。根據克拉瑪依現有的綠氫項目保守估計,綠氫每公斤的成本約為20元,加上運輸成本可能會達到每公斤30元甚至更高,應用到相關領域的成本也會大大增加,例如一輛氫能重卡的成本在100萬至200萬元之間,而一輛普通重卡的價格僅在30多萬元,因此氫能在交通上的大規模應用還需要一些時間。
“發展氫能就好比面對著一片有潛力但未知的水域,所有人都知道水里有魚,但不知道水的深淺,沒有人愿意第一個下去。”葛本亮說,為了解決現有氫氣成本過高的問題,克拉瑪依嘗試通過穩定氫能“基本盤”,再通過拉大制氫總量進而降低用氫成本,即在維持基本的綠氫需求量情況下,保證克拉瑪依現有的一部分新能源制氫企業有基本業務面,并得以生存。隨著制氫技術的進步以及產量的規模化提升,從而降低綠氫成本。
如何實現氫能的安全儲存運輸并進行經濟性推廣應用,克拉瑪依當地的氫能企業也在積極探尋答案。中蓄電能源科技有限公司歷經10年時間,獨立自主研發出分布式制氫供熱系統。作為一種綠色安全可替代天然氣的新型技術,其在制氫過程中不涉及分離、提純、壓縮、儲運等環節,采用低壓即產即用的方式,氫氧混合氣與天然氣充分融合后作為燃料氣供燃氣窯爐、燃氣鍋爐等使用。未來可廣泛應用于石油化工、鋼鐵冶煉、城市供熱等領域,能夠減少30%—50%的天然氣使用量和二氧化碳及氮氧化合物排放。
“傳統的電解水制氫一定是集中化、工廠化的。目前中國的制氫工藝已經非常成熟,關鍵在于如何用氫。我們通過這個分布式制氫供熱系統把氫油混合氣直接作為一種燃料進行應用,省去了儲運的環節從而能夠保證氫能的安全使用。”克拉瑪依市中蓄電能源科技有限公司董事長徐加強表示。

“氫能產業在我國正得到各地的積極回應,但產業本身遠沒有達到爆發的狀態,各地進行產業布局時一定要考慮地方的產業基礎和特色。”國務院發展研究中心資源與環境政策研究所副所長常紀文在接受媒體采訪時表示。
中國產業發展促進會氫能分會發布的《國際氫能技術與產業發展研究報告2023》顯示,截至2022年底,氫能已被30個省級行政區域寫入發展規劃,69個地級市、縣、區明確提出要發展氫能相關產業,制定了促進氫能發展的具體支持政策。山西呂梁自2019年以焦爐煤氣制氫為切入點,形成了氫能重卡應用示范場景;湖北武漢則以鋼廠尾氣制氫為主;內蒙古烏蘭察布依托風光可再生能源電力制氫并為周邊企業提供穩定氫氣供應……
彭蘇萍認為,氫能發展是區域和產業鏈問題。想要實現氫能的全面發展,不應局限于綠氫,還應考慮包括藍氫在內的多種形式。國內目前氫能干得好的地區并不是綠氫資源最好的地方,而是工業發展較好的地方。
“綠氫是重點,但氫能產業的發展不僅僅是綠氫。國家能源局科技司發布的《中國氫能發展報告(2023)》顯示,截至2023年底,全國氫氣產能超4900萬噸/年,產量超3500萬噸。其中煤制氫占了一大半,天然氣制氫和工業副產氫占比都在20%以上,而新能源制氫占比不到1%,綠氫發展還有巨大空間。”余興國說,利用好工業副產氫對實現氫能的規模化應用也十分重要。
克拉瑪依不僅著眼于綠氫的發展潛力,更重視當前工業副產氫等現有資源的有效利用,力求在氫能的各個環節上實現突破。據介紹,克拉瑪依正通過整合本地資源,優化產業布局,積極探索氫能的全產業鏈規劃建設。當前克拉瑪依的氫能產業布局涵蓋了氫氣的制備、儲存、運輸和應用等多個環節。
打造氫能裝備制造業基地是克拉瑪依建設氫能全產業鏈的重要環節之一。據了解,克拉瑪依正積極引入燃料電池電堆、膜電極、雙極板等核心零部件制造企業,發展碳纖維、高分子材料、包覆瀝青等下游產業,為綠氫裝備關鍵部件提供材料。
克拉瑪依市發展和改革委員會產業發展科副科長韓義告訴記者:“打造氫能裝備制造業基地,一是想要通過油田公司大型的制氫項目,吸引一些頭部企業落地克拉瑪依;二是想通過這種形式,幫助其他地州在需要氫能制造原材料時,無須去內地進行長途運輸,可由克拉瑪依提供具有制氫屬性、安全運氫性能的裝備。”
此外,為強化氫能產業發展要素保障,克拉瑪依設立氫能產業基金,對企業的創新研發、產業化、示范應用等方面予以資金支持;不斷建設完善氫能產業中試平臺,加速關鍵技術成果轉化落地。克拉瑪依計劃到2025年基本形成氫能“制、儲、運、加、用”的全產業鏈生態,實現產業鏈的深度延伸和配套企業的聚集發展。
責任編輯:張利娟