“碳達峰”、“碳中和”、“新能源”無(wú)疑是2021年的年度熱詞。今年的中央經(jīng)濟工作會(huì )議就明確提出：“要正確認識和把握碳達峰碳中和。實(shí)現碳達峰碳中和是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展的內在要求，要堅定不移推進(jìn)，但不可能畢其功于一役?！蓖瑫r(shí)也提出“要狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān)?！毖巯?，寧夏的特產(chǎn)，除了枸杞，還要加上“氫”。寧夏是如何做到的?

千億化工園區用上氫能，“綠氫”“綠氧”污染減少

從銀川出發(fā)一路向東，跨過(guò)靜靜流淌的黃河，寧東能源化工基地就矗立在毛烏素沙地的邊緣。這里是我國重要的大型煤炭生產(chǎn)基地、煤化工產(chǎn)業(yè)基地和“西電東送”火電基地。

半年前，這個(gè)傳統能源化工基地出現了一個(gè)新家伙，就是氫能源卡車(chē)。

沒(méi)有噪音和污染，開(kāi)卡車(chē)20多年的氫能卡車(chē)駕駛員王成武一下子就輕松了。

今年5月，寧夏首家，也是西北地區正式投運的第一個(gè)加氫站建成，每天可以為50輛氫燃料電池重卡車(chē)加注氫氣。

王成武的氫能源車(chē)每?jì)商炀鸵竭@里來(lái)加一次氫。

氫能源卡車(chē)和加氫站只是這個(gè)傳統的能源化工基地變化的一個(gè)小小縮影。在過(guò)去很多年，由于坐擁豐富的煤炭資源，寧東基地是我國最大的煤制油、煤基烯烴生產(chǎn)基地。隨著(zhù) “碳達峰碳中和”目標的提出，高能耗、高排放卻成為懸在寧東基地頭頂的一把劍。

寧東基地“依煤而建、因煤而興”，是西北唯一產(chǎn)值過(guò)千億元的化工園區，更是區域工業(yè)經(jīng)濟的穩定器和動(dòng)力源。但寧東能源化工基地每年消耗煤炭9000多萬(wàn)噸，除了火力發(fā)電之外，有5000萬(wàn)噸用于煤化工，占比超過(guò)了50%。

作為煤化工的基礎原料，煤制氫的消耗量每年高達240萬(wàn)噸。光是生產(chǎn)這些煤制氫，就需要消耗2880萬(wàn)噸標煤，并產(chǎn)生5600萬(wàn)噸的二氧化碳排放。

站在轉型的十字路口，寧東基地急需找到一把破解能源資源環(huán)境瓶頸的“鑰匙”。最終，他們把目光瞄準了氫能源。氫氣，是現代煤化工的重要基礎原料。

在寧東基地，大部分的氫氣主要是通過(guò)碳與水反應得來(lái)的煤制氫，俗稱(chēng)灰氫。盡管成本低，但這樣的方式，不可避免增加能耗、水耗和排放大量二氧化碳。

寶豐能源是寧東基地一家大型的煤化工企業(yè)，從2019年開(kāi)始，寶豐能源集團氫能公司總工程師劉飛就和各個(gè)部門(mén)抽調的工程師們一起，組成了技術(shù)攻關(guān)小組，研發(fā)以太陽(yáng)能發(fā)“綠電”，電解水制“綠氫”、“綠氧”，直供煤化工生產(chǎn)系統的總體技術(shù)方案。

過(guò)去，傳統的堿水電解槽主要用于電廠(chǎng)以及多晶硅生產(chǎn)等，制氫規模大多為每小時(shí)200到300標準立方米，最大的也不超過(guò)500標方。但是劉飛他們的團隊面臨的情況是，第一期就要建造可以每小時(shí)生產(chǎn)10000標方氫氣的廠(chǎng)房。

工程師們打造了全新的集散控制系統，針對各種儀表還專(zhuān)門(mén)設置了安全保護系統。

經(jīng)過(guò)緊鑼密鼓的安裝、調試，今年4月，這套每小時(shí)可產(chǎn)氫氣10000標方的電解水制氫廠(chǎng)房在寧東正式投產(chǎn)。

隨后，這些由太陽(yáng)能發(fā)電，電解水制出的綠氫和綠氧，成功耦合進(jìn)了寶豐能源的煤化工生產(chǎn)系統，實(shí)現了穩定運行和規?；a(chǎn)。

這個(gè)目前世界單廠(chǎng)規模最大的電解水制氫項目，每年可產(chǎn)2.4億標方的綠氫，1.2億標方的綠氧，直供煤化工，替代原來(lái)的煤制氫。

制、儲、加、用，氫能的產(chǎn)業(yè)鏈完美閉環(huán)

目前，采用光伏發(fā)電來(lái)進(jìn)行的電解水制綠氫，行業(yè)內大部分項目的成本為每標方1.7到2元之間，而煤制氫因為產(chǎn)業(yè)鏈更加成熟，成本僅為每標方0.6到0.7元。

生產(chǎn)利用綠氫無(wú)疑可以釋放巨大的環(huán)保效益，但企業(yè)運行還需要算一筆經(jīng)濟賬。在劉飛的電解水制氫車(chē)間，綠氫的成本可以控制到每標方0.7元，幾乎與煤制氫的成本相當。這是怎么做到的?

除了技術(shù)工藝和流程優(yōu)化，規模效益，是降低成本的法寶。劉飛說(shuō)，早在2016年，寶豐能源就已經(jīng)布局了太陽(yáng)能光伏發(fā)電項目。

這種單晶硅組件，每一塊將近2平米，每天能發(fā)電約1.8度。目前，這家企業(yè)總的光伏發(fā)電的建設規模已經(jīng)達到了1百萬(wàn)千瓦。

不僅是寶豐能源的綠氫項目，在寧東基地，還有新的氫能源項目正在加速上馬。去年年底京能寧東發(fā)電公司申報的氫能制儲加一體化示范項目得到了批復。

在這個(gè)示范項目上，京能寧東發(fā)電公司總經(jīng)理劉偉一直主導要采用質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫的技術(shù)路線(xiàn)。這個(gè)技術(shù)最早主要是用來(lái)為潛艇和宇航員提供新鮮充足的氧氣。

現在，國外主要的氣體龍頭企業(yè)大部分采用的是這個(gè)技術(shù)，但是在國內，目前還沒(méi)有成熟的項目。劉偉認為，質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫環(huán)保、占用場(chǎng)地小，是未來(lái)具有潛力的技術(shù)路線(xiàn)。

寶豐能源這樣的煤化工企業(yè)，制造綠氫是為了改造煤化工生產(chǎn)流程不同。劉偉所在的發(fā)電企業(yè)，之所以要上馬制氫項目，還要從電廠(chǎng)調峰的角度考慮。

制、儲、加、用，在寧東基地氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規劃上，從上游的綠色發(fā)電到中游的綠電制氫，再到下游的煤化工產(chǎn)業(yè)耦合應用，是一個(gè)完整的氫能的產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

趙瑞是寧東能源化工基地氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心的負責人，他告訴記者，寧東基地年日照時(shí)間超過(guò)3000小時(shí)，太陽(yáng)能有效發(fā)電時(shí)間可達1700小時(shí)，利用太陽(yáng)能光伏電制備綠氫具有得天獨厚的優(yōu)勢。

事實(shí)上，早在2019年，寧東就已經(jīng)率先開(kāi)始了氫能源的布局。根據寧東基地最新的發(fā)展規劃，到2025年，綠氫的年產(chǎn)能將達到30萬(wàn)噸以上，每年可以降低煤炭消費360萬(wàn)噸，減排二氧化碳700萬(wàn)噸。

有了明確的發(fā)展規劃，在寧東基地，申請綠氫生產(chǎn)項目正在成為一股新的風(fēng)潮。眼下，他們其中一家企業(yè)正打算將生產(chǎn)過(guò)程中的副產(chǎn)品氫通過(guò)氫氣液化項目進(jìn)行對外銷(xiāo)售，另一個(gè)企業(yè)正在想盡辦法降低光伏電解水制氫項目的運行成本。

目前，寧東基地用綠氫部分替代煤制氫，理論可替代量達每年120萬(wàn)噸左右。圍繞著(zhù)綠氫，寧東基地正在煤化工耦合、綠氫制氨、精細化工用氫、氫儲能、氫能交通等多個(gè)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)力。一項項技術(shù)創(chuàng )新、一個(gè)個(gè)應用場(chǎng)景，都在見(jiàn)證記錄著(zhù)寧東基地從煤化工“領(lǐng)跑者”向氫能“領(lǐng)跑者”的蛻變

綠色能源賦能高質(zhì)量發(fā)展

年產(chǎn)400萬(wàn)噸煤制油、320萬(wàn)噸煤基烯烴、600萬(wàn)噸煤化工下游產(chǎn)品，這一串數字是寧夏寧東能源化工基地不俗的一張成績(jì)單。在瞄準氫能這一全新的產(chǎn)業(yè)方向之后，光伏發(fā)電、綠電制氫、綠氫耦合煤制油、氫能源卡車(chē)多個(gè)氫能源項目，未來(lái)還會(huì )在西部的寧夏，開(kāi)花結果。

今年的中央經(jīng)濟工作會(huì )議上明確提出：要立足以煤為主的基本國情，抓好煤炭清潔高效利用，增加新能源消納能力，推動(dòng)煤炭和新能源優(yōu)化組合。我們希望有越來(lái)越多的地方，用科技創(chuàng )造新的經(jīng)濟實(shí)力，讓綠色成為高質(zhì)量發(fā)展最濃烈的底色。