近日,記者深入采訪迄今為止全球最大的綠氫項目——新疆庫車綠氫示范項目制氫廠、光伏廠以及中石化塔河煉化。
中國石化作為全球最大的煉化企業(yè),圍繞“氫能”這樣一個宏大的命題,究竟能夠發(fā)揮出什么樣的作用?中國石化在氫能領域看似有些“發(fā)散”而“謹慎”的探索與實踐,是如何進行謀篇布局、頂層設計的?這背后的思考邏輯與指導原則又是什么呢?
01一次投產(chǎn),將中國帶入萬噸綠氫時代
8月30日,中國石化新疆庫車綠氫示范項目全面建成投產(chǎn),成為我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目,標志著我國綠氫工業(yè)規(guī)模應用實現(xiàn)零的突破!
中石化新星新疆綠氫公司總經(jīng)理范林松介紹,該項目自2021年11月30日正式啟動,到今年6月30日實現(xiàn)一次性成功順利產(chǎn)氫,到8月30日項目全面建成投產(chǎn),歷時近兩年,總投資近30億元。
了解到,在此之前,全球最大的光伏制綠氫的項目紀錄由日本的福島氫能研究場(FH2R)于2020年創(chuàng)造——該項目產(chǎn)能是1200標立方/小時。2022年9月,同樣的綠氫強國——德國,該國最大的西門子綠氫工廠投產(chǎn),年產(chǎn)能為1350噸。
中石化庫車項目的綠氫產(chǎn)能又是多少呢?庫車項目共配備52臺電解槽,每臺1000標立方/小時,電解水制氫能力為2萬噸/年。另外,該項目儲氫能力為21萬標立方,輸氫能力為2.8萬標立方/小時。
也就是說,庫車項目綠氫產(chǎn)能,是福島氫能研究場的43倍,是西門子的近15倍!當日本這個海外氫能的先行者還在以公斤為計量單位之時,中國石化用了不到兩年的時間,以一己之力,帶領中國綠氫產(chǎn)業(yè)邁入了萬噸時代!而在此之前,還沒有哪個國家能夠年產(chǎn)萬噸綠氫。
另外,波士頓咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù),2022年全球綠氫總產(chǎn)量為3.6萬噸。中國石化庫車綠氫項目如全部滿產(chǎn),僅靠著一個項目,就相當于將全世界的綠氫年產(chǎn)量提升55.5%!
日本和德國的確是氫能的先行者,日本早在1974年就啟動第一個國家氫能項目,上世紀90年代發(fā)展氫車,而德國在2009年將氫能作為國家戰(zhàn)略,我國在去年3月發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》。
氫能,無疑是整個風光氫儲新能源各領域中難度最大、瓶頸最多的一個行業(yè)。
長期以來,我國與日本及歐美等氫能強國在技術水平上差距巨大——無論是燃料電池技術還是制氫、儲氫、加氫技術,無論是氫能裝備設備,還是基礎材料。
然而,庫車項目使用的光伏產(chǎn)品、電解槽、儲氫罐、輸氫管線等重大設備及核心材料 ,全部實現(xiàn)了國產(chǎn)化!
光伏組件:東方日升、天合光能等
逆變器:華為
電解槽:考克利爾競立(蘇州)、隆基氫能、中船重工718所
儲氫罐:沈陽工業(yè)安裝工程公司
中石化新星新疆綠氫公司副總經(jīng)理方虎介紹,項目建設中面臨著工藝技術新、規(guī)模大、無成熟工程案例可借鑒等難點,突破性地解決了新能源波動電力場景下柔性制氫、并向下游煉化企業(yè)連續(xù)穩(wěn)定供應的難題。
在最難的綠氫領域,短短不到兩年的時間,破解技術瓶頸,全面國產(chǎn)替代,中國石化以及項目設備供應企業(yè)的奮斗者們,是怎么做到的呢?
02一家央企,如何自我革命
需求決定供給。包括氫能在內的整個能源轉型,都要遵循這樣的市場規(guī)律。
那么從需求側看,很多人也許會想當然地認為,氫能最重要的用途、最理想的場景當然是交通。其實不然,至少在未來十年之內不是這樣。
根據(jù)波士頓咨詢統(tǒng)計數(shù)據(jù),石油煉化是目前氫氣的最大應用,全球每年消耗超過4,000萬噸氫,約占總需求的42%。此外,氫在工業(yè)領域的其他主要用途還包括合成氨、甲醇制備等。無論是我國還是世界,工業(yè)用氫目前占據(jù)絕對主導地位,而交通用氫幾可忽略不計。
中石化是我國乃至全球最大的煉油企業(yè)之一,自然也是煉油用氫的第一大戶。
工業(yè)用氫的第二大戶是合成氨。80%的氨用來生產(chǎn)化肥,20%的氨則用于其它化工產(chǎn)品原料。我國合成氨的使用量很大,占世界總產(chǎn)量一半。
而中國石化是我國最大的合成氨企業(yè),2021年合成氨銷量超過320萬噸,排名第二的中國石油合成氨銷量還不到50萬噸。
工業(yè)用氫量排在第三的是合成甲醇。中國石化2022年底的甲醇產(chǎn)能約為600萬噸,同樣居于行業(yè)前列。
正因如此,中國石化在2022年的氫氣產(chǎn)量高達445萬噸,占到全國總產(chǎn)量的13.3%,也是國內最大的氫氣生產(chǎn)和使用主體。
另外,中國石化擁有全球最多的加油站。
據(jù)公司半年報披露,截至今年上半年,中國石化品牌加油站總數(shù)已達30,918座。趕碳號查詢到,另一家巨頭中國石油同期擁有17,934座加油站。在中長期的未來,當氫能進入交通場景,還有哪家企業(yè),能夠比擁有最多加油站的中國石化做加氫站,更為順理成章呢?
目前,氫能已經(jīng)成為中國石化的重要戰(zhàn)略。
公司在2023年半年報中介紹:“精準布局、有效鞏固油氣網(wǎng)絡,積極拓展海外業(yè)務,全力推動充換電業(yè)務發(fā)展,大力開拓氫能應用場景,積極向“油氣氫電服”綜合能源服務商轉型。”
石化行業(yè)的脫碳壓力其實很大。
人類目前的用氫當中99%以上都是灰氫,第一大戶就是煉化。波士頓咨詢統(tǒng)計,2021年全球因制氫過程產(chǎn)生的二氧化碳排放量就超過8.3億噸。該機構認為,這樣的排放水平如果持續(xù)下去,人類氣候目標將無法達成。因此,工業(yè)領域勢必逐漸由灰氫轉向綠氫,即用可再生電力電解水制氫。
因此,發(fā)展氫能,在國家層面,作為我國“最大的一體化能源化工公司之一”,中國石化必須要踐行央企“頂梁柱”的責任,用氫能推動雙碳戰(zhàn)略目標實現(xiàn)與能源轉型。
同樣,基于工業(yè)用氫的巨大需求,也基于氫能在交通行業(yè)的廣闊前景,中國石化從企業(yè)自身業(yè)務的現(xiàn)實需要和未來發(fā)展上,也必須要全力擁抱氫能,自我革命。
中國石化在采訪中表示,庫車綠氫項目“開創(chuàng)了綠氫煉化新發(fā)展路徑,為我國工業(yè)化應用提供了示范”。誠如斯言。
趕碳號個人認為,以上這些就是中國石化為何要做“中國第一氫能公司”的底層邏輯。
03一個項目,如何帶動一個行業(yè)
中國石化需要擁抱綠氫,而電解槽等綠氫設備企業(yè)同樣需要中國石化。
在庫車綠氫項目啟動以前,我國1,000標立/小時的電解槽,一年的市場需求還不到30臺,而這一個項目就要52臺。正因如此,這個項目才會有三家國內企業(yè)同時中標。
市場就像一只無形的手,哪里有需求,就會讓資源向哪里流動。在庫車項目大單的強烈“刺激”下,在中國石化擁抱綠氫的堅定決心帶動下,我國的電解槽行業(yè),在沉寂多年后,迎來前所未有的發(fā)展與繁榮。
最近幾個月,庫車項目除了成為國內眾多煉化企業(yè)的取經(jīng)地之外,很多電解槽生產(chǎn)企業(yè)也都慕名前來。據(jù)中石化新星新疆綠氫公司黨總支副書記汪凌康介紹,自今年6月30日項目貫通產(chǎn)氫后,前來參觀交流的企業(yè)每天都有好幾批次,有些應接不暇。
在電解槽市場方面,據(jù)高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)統(tǒng)計,2022年國內電解水制氫設備出貨量達到722MW(含出口,不含研發(fā)樣機),同比大幅增長106%。其中,中石化新疆庫車綠氫示范項目貢獻最大,安裝52臺單槽制氫能力1,000標立方/小時的堿性電解槽,功率規(guī)模約為240MW,占到全國總出貨量的1/3!
綜合氫云鏈和GGII統(tǒng)計的招標項目,今年1-5月,國內大型綠氫電解槽項目招標規(guī)模共計880.5MW,已超過2022年全年出貨量。彭博新能源財經(jīng)預測,2025 年,我國國內電解槽市場規(guī)模將超過2GW。
此外,伴隨著電解槽出貨量高增,電解槽行業(yè)也迎來一波擴產(chǎn)潮。國內電解槽行業(yè)在2022 年已披露的產(chǎn)能已接近11GW。
國內電解槽企業(yè)擴產(chǎn)能的同時,在技術上也漸漸追平與海外頭部企業(yè)的差距。
由于中石化庫車綠氫項目采用的1000標立/小時的電解槽,我國堿性電解槽商都致力于提高單槽產(chǎn)氫量。目前,主流廠商均已推出單體產(chǎn)量1,000Nm3/h以上的“大標方”電解槽。
另外,因為堿性電解技術相對成熟,降本增效成為國內各家企業(yè)比拼競爭的關鍵,制造工藝、集成能力和材料技術不斷提升。
目前,從電耗來看,國內外頭部企業(yè)單位電耗均已控制在3.8- 4.4kWh/Nm3范圍;從系統(tǒng)規(guī)模來看,國內頭部企業(yè)制氫規(guī)模高至1,500-2,200 標立方/小時,接近國外頭部企業(yè)水平。
性能上做到接近甚至超越,價格上又能做到更優(yōu),這恰恰是中國企業(yè)的強項。在綜合性價比上,我國電解槽企業(yè)競爭優(yōu)勢漸漸顯露。
2022年底,全球電解槽產(chǎn)能Top20企業(yè)產(chǎn)能共計14GW,其中中國企業(yè)8家,產(chǎn)能共計6.7GW;歐洲企業(yè)9家,產(chǎn)能共計4.7GW。
2023年底,全球電解槽產(chǎn)能Top20企業(yè)產(chǎn)能共計26.4GW(同比增長+89%),其中中國企業(yè)9家,產(chǎn)能共計9.1GW;歐洲企業(yè)7家,產(chǎn)能共計10.2GW。
隱隱覺得,在電解槽這個領域,中國企業(yè)在未來取得像今天中國光伏行業(yè)的全球領先優(yōu)勢,也未可知。
原標題: 庫車的秘密:還原中國石化氫能戰(zhàn)略的底層邏輯