宁东能源化工基地“瞄准”氢能产业
作者：化小北 来源：煤化工信息网 浏览次数：1318次 更新时间：2020-12-17
位于毛乌素沙地边缘的宁夏宁东能源化工基地(简称“宁东基地”)是我国最大的现代煤化工产业示范区。近年来，在这里崛起了大批现代煤化工项目。为了摆脱对煤基产业的依赖，减轻大规模碳排放造成的环境压力，宁东基地瞄准氢能这一全新的产业方向，从煤化工“领跑者”向氢能“领跑者”转型。
探寻“第二燃料”
400万吨煤制油、320万吨煤基烯烃、600万吨煤化工下游产品……多年来，宁东基地在现代煤化工领域获得长足发展，在煤炭清洁高效利用上取得显著成效。
然而，一个不可忽视的问题是，在成为我国最大的煤制油、煤基烯烃生产基地之后，资源环境约束日趋严峻。能耗高、水耗高、工业固废利用率低，特别是万元工业增加值碳排放处于高位，已成为悬在宁东基地头顶的“达摩克利斯之剑”。“必须探寻煤以外的‘第二燃料’‘第二原料’，开辟全新的安全、绿色、创新发展之路。”
宁东基地瞄准的是氢。氢能作为清洁、高效、可持续的二次能源，具有来源丰富、热值高、无排放、用途广泛等特点。氢能产业在我国已处于导入期向成长期的推进阶段，氢气是煤化工产业的命脉原料之一，但因煤炭碳多氢少，煤制氢必须通过“以碳换氢”的方式制备，副生大量二氧化碳外排。
使用绿氢替代灰氢耦合煤化工，按现有产能核算，宁东基地煤化工产业可实现年压减煤炭消费1700万吨、节约能源消耗1200万吨标准煤、相应减排二氧化碳3000万吨。
目前，宁东基地部分企业已开始加快布局氢能产业项目。宁夏宝丰能源“规划投资14亿元建设了太阳能电解水制氢储能与应用示范基地，项目采用20万千瓦太阳能发电装置和单台每小时1000标方的高效碱性电解槽制氢装置，年产氢气1亿立方，制氢成本控制在每标方1.54元左右。
无碳绿氢“一箭双雕”
按照规划，我国要采取更有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。随着这一愿景的实施，能源领域将迎来一次根本性调整，现代煤化工加快绿色转型已成当务之急。
目前，我国更多依赖化石能源制氢，但化石能源制氢最大的弊端是会伴生大量二氧化碳。煤制氢的大规模、低成本来源只能是与水发生反应，不可避免增加能耗水耗和排放大量二氧化碳。只有从可再生能源出发进行电解水氢能制备，才能形成全生命周期绿色清洁、去碳化的绿氢。
而用可再生能源制备绿氢耦合煤化工，部分替代煤制灰氢，正是宁东基地优化产业结构、破解能源资源和环境约束瓶颈，实现高质量发展的重要路径。
宁东基地有发展无碳绿氢得天独厚的条件。作为中国接受太阳能辐射量一类地区，宁东地区年日照时间达3000小时以上，太阳能发电时间长达1700小时，光伏发电成本低至每度0.23元，制备绿氢成本不足每公斤20元。此外，宁东基地还有近300平方公里的煤炭压覆区以及采煤后的沉陷区，均可布局分布式光伏。
“我国氢产能严重不足，预计2050年需求量将达到每年6000万吨，而缺口达到每年2500万吨。”中科院院士、中国石油大学教授徐春明说，要高度重视氢能与燃料电池的发展，形成国家引领、企业合作、产业协调的发展路线，在氢制备和储运技术上实现突破，推动能源低碳化和氢能产业化发展。
据了解，宁夏已制定了《关于加快培育氢能产业发展的指导意见》，通过构建政策支撑体系，大力培育发展氢能产业，促进全区能源产业转型升级，助推经济高质量发展。与此同时，宁东基地也正在以其区位资源优势、产业基础完备、创新动力强劲等特点，着力打造以“绿氢”为主、多种制氢方式并存、上下游紧密衔接的氢能产业链，构建产业、技术、人才、环境齐头并进的氢能生态圈。
如今，宁东基地正在大力发展可再生能源制氢，重点建设总装机规模达到1000万千瓦的宁东光伏产业园，并支持企业利用这些光伏布局可再生能源制氢项目，持续降低绿氢成本。
此外，宁东基地还持续加快建设绿氢储运的基础配套设施，利用现有管廊以点带面地把输氢管网布局起来，把所有的制氢站和制氢项目形成循环，并利用煤化工中试基地，组建研究中心，成立创新联盟，提升氢能技术创新水平，开展关键共性技术的攻关。同时，探索建立氢能标准体系，围绕不同氢能应用领域，参与制定相关标准，推动健全完善不同层级的标准体系。
探寻“第二燃料”
400万吨煤制油、320万吨煤基烯烃、600万吨煤化工下游产品……多年来，宁东基地在现代煤化工领域获得长足发展，在煤炭清洁高效利用上取得显著成效。
然而，一个不可忽视的问题是，在成为我国最大的煤制油、煤基烯烃生产基地之后，资源环境约束日趋严峻。能耗高、水耗高、工业固废利用率低，特别是万元工业增加值碳排放处于高位，已成为悬在宁东基地头顶的“达摩克利斯之剑”。“必须探寻煤以外的‘第二燃料’‘第二原料’，开辟全新的安全、绿色、创新发展之路。”
宁东基地瞄准的是氢。氢能作为清洁、高效、可持续的二次能源，具有来源丰富、热值高、无排放、用途广泛等特点。氢能产业在我国已处于导入期向成长期的推进阶段，氢气是煤化工产业的命脉原料之一，但因煤炭碳多氢少，煤制氢必须通过“以碳换氢”的方式制备，副生大量二氧化碳外排。
使用绿氢替代灰氢耦合煤化工，按现有产能核算，宁东基地煤化工产业可实现年压减煤炭消费1700万吨、节约能源消耗1200万吨标准煤、相应减排二氧化碳3000万吨。
目前，宁东基地部分企业已开始加快布局氢能产业项目。宁夏宝丰能源“规划投资14亿元建设了太阳能电解水制氢储能与应用示范基地，项目采用20万千瓦太阳能发电装置和单台每小时1000标方的高效碱性电解槽制氢装置，年产氢气1亿立方，制氢成本控制在每标方1.54元左右。
无碳绿氢“一箭双雕”
按照规划，我国要采取更有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和。随着这一愿景的实施，能源领域将迎来一次根本性调整，现代煤化工加快绿色转型已成当务之急。
目前，我国更多依赖化石能源制氢，但化石能源制氢最大的弊端是会伴生大量二氧化碳。煤制氢的大规模、低成本来源只能是与水发生反应，不可避免增加能耗水耗和排放大量二氧化碳。只有从可再生能源出发进行电解水氢能制备，才能形成全生命周期绿色清洁、去碳化的绿氢。
而用可再生能源制备绿氢耦合煤化工，部分替代煤制灰氢，正是宁东基地优化产业结构、破解能源资源和环境约束瓶颈，实现高质量发展的重要路径。
宁东基地有发展无碳绿氢得天独厚的条件。作为中国接受太阳能辐射量一类地区，宁东地区年日照时间达3000小时以上，太阳能发电时间长达1700小时，光伏发电成本低至每度0.23元，制备绿氢成本不足每公斤20元。此外，宁东基地还有近300平方公里的煤炭压覆区以及采煤后的沉陷区，均可布局分布式光伏。
“因为氢是二次能源，可由可再生的一次能源制得，因此绿氢可成为可再生能源新的输出路径。”国际氢能协会副主席、清华大学核能与新能源技术研究院教授毛宗强说，西北地区太阳能、风能资源丰沛，是生产绿氢、使用绿氢的便利之地。
打造绿氢全产业链条
目前，全球氢能产业很热门，话题层出不穷，氢经济已经箭在弦上。但是，氢能作为战略性新兴产业，制储运等关键环节的产业化尚存未突破的瓶颈，开发新产品、谋划新场景、探索新模式等还有待进一步探索。“我国氢产能严重不足，预计2050年需求量将达到每年6000万吨，而缺口达到每年2500万吨。”中科院院士、中国石油大学教授徐春明说，要高度重视氢能与燃料电池的发展，形成国家引领、企业合作、产业协调的发展路线，在氢制备和储运技术上实现突破，推动能源低碳化和氢能产业化发展。
据了解，宁夏已制定了《关于加快培育氢能产业发展的指导意见》，通过构建政策支撑体系，大力培育发展氢能产业，促进全区能源产业转型升级，助推经济高质量发展。与此同时，宁东基地也正在以其区位资源优势、产业基础完备、创新动力强劲等特点，着力打造以“绿氢”为主、多种制氢方式并存、上下游紧密衔接的氢能产业链，构建产业、技术、人才、环境齐头并进的氢能生态圈。
如今，宁东基地正在大力发展可再生能源制氢，重点建设总装机规模达到1000万千瓦的宁东光伏产业园，并支持企业利用这些光伏布局可再生能源制氢项目，持续降低绿氢成本。
此外，宁东基地还持续加快建设绿氢储运的基础配套设施，利用现有管廊以点带面地把输氢管网布局起来，把所有的制氢站和制氢项目形成循环，并利用煤化工中试基地，组建研究中心，成立创新联盟，提升氢能技术创新水平，开展关键共性技术的攻关。同时，探索建立氢能标准体系，围绕不同氢能应用领域，参与制定相关标准，推动健全完善不同层级的标准体系。
