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8月30日，我國規(guī)模最大的光伏發(fā)電制氫項目在新疆庫車建成投產(chǎn)。這種在生產(chǎn)過程中完全沒有碳排放所制取的氫氣，將全面替代目前中國石化塔河煉化公司煉油加工中使用的天然氣制氫。根據(jù)測算，全部替代之后，今后每年可減少二氧化碳排放48.5萬噸，這標(biāo)志著我國在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中規(guī)模化減碳取得了新的突破。

塔河煉化作為我國最西部的煉化企業(yè)，提供了新疆南部地區(qū)70%左右的汽柴油供應(yīng)。但目前在煉化過程中所使用的氫氣，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)有大量二氧化碳排放。因此，利用光伏發(fā)電，電解水生產(chǎn)氫氣的方式替代現(xiàn)有天然氣制氫，對于企業(yè)降低碳排放將起到至關(guān)重要的作用。

這是新疆庫車萬噸級綠氫煉化項目流程圖，可以看到光伏發(fā)電后所產(chǎn)生的清潔電力被輸送到電解水制氫裝置，生產(chǎn)出零碳排放的氫氣后，儲存在這個巨大的圓形容器中，最后再通過管道運(yùn)輸?shù)綗捇瘡S區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)。

化工行業(yè)是我國實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵行業(yè)之一，全國化工行業(yè)的碳排放占工業(yè)領(lǐng)域總排放的20%、占全國二氧化碳總排放的13%。我國公布的《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程實施方案》中提出，到2030年，通過綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程帶動引領(lǐng)，先進(jìn)適用綠色低碳技術(shù)研發(fā)、示范、推廣模式基本成熟，相關(guān)支持政策、商業(yè)模式、監(jiān)管機(jī)制更加健全，綠色低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)國際競爭優(yōu)勢進(jìn)一步加強(qiáng)，為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供有力支撐。

光變清潔化工原料之路

氫能是氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的化學(xué)能，是一種二次清潔能源，具有燃燒熱值高的特點。新疆的光照資源豐富，年日照時間為2550小時—3500小時，具有發(fā)展光伏發(fā)電的天然優(yōu)勢。我國規(guī)模最大的光伏發(fā)電直接制氫項目，是如何將太陽能轉(zhuǎn)變成煉油化工企業(yè)需要的清潔原料的？

占地9700多畝的庫車綠氫示范項目，安裝了50多萬塊光伏板。當(dāng)太陽光照射到光伏板表面時，受激發(fā)產(chǎn)生的游離電子，在內(nèi)部電場的作用下形成定向移動，于是形成了電流。

通過專業(yè)的輻照計算軟件，測算光伏組件的最佳傾角，確保全年所接受的太陽輻射最大化。選擇雙玻璃面板增加太陽光利用率，年發(fā)電量近6億度，平均每天發(fā)電159萬千瓦時。

太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎螅?jīng)23.7公里輸電線路輸送至綠氫工廠。在制氫車間的52臺電解槽中，通入遠(yuǎn)道而來的綠電，將配置好的堿液電解成氫氣和氧氣。氫氣經(jīng)過提純后，被送往10個巨大的球形儲罐。

庫車項目使用了我國自主研發(fā)的綠氫生產(chǎn)智能決策與排產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)“荷隨源動”，達(dá)到“智能生產(chǎn)”，重大裝備及核心材料全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。

我國最大的光伏發(fā)電綠氫項目，每年可生產(chǎn)2萬噸綠氫，通過管道輸送至塔河煉化，用于替代煉油加工中使用的天然氣制氫，每年可減少二氧化碳排放48.5萬噸。

減碳示范項目突破解決多個技術(shù)難題

我國首個規(guī)模化綠電制氫項目不僅為我國工業(yè)企業(yè)脫碳找到解決方案，項目建設(shè)過程中還解決了多個技術(shù)難題，同時促進(jìn)了我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)裝備的發(fā)展。

記者在近萬畝的光伏電廠看到，在東西長3公里、南北3.5公里的場地上，安裝了近55萬塊光伏板。

負(fù)責(zé)人告訴記者，為了應(yīng)對當(dāng)?shù)氐臉O端天氣，光伏板從原來板面角度隨陽光角度可調(diào)，設(shè)計成固定角度，同時對光伏板固定樁進(jìn)行了加固。

高效大功率電解槽是可再生能源大規(guī)模制氫的關(guān)鍵裝備，其技術(shù)發(fā)展及成本優(yōu)勢影響著我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展進(jìn)程。在庫車示范項目電解槽車間，記者了解到，在這個項目啟動之前，項目所采用的高效大功率電解槽國內(nèi)的累計需求量不到30臺，而庫車示范項目一次就采購了52臺。

光伏發(fā)電的不穩(wěn)定，與制氫需要連續(xù)穩(wěn)定的供電形成了矛盾。為了克服這一矛盾，技術(shù)人員自主研發(fā)的綜合控制系統(tǒng)，使得依靠清潔電力大規(guī)模制氫成為可能。

庫車項目的建成投產(chǎn)，不僅首次貫通了光伏發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運(yùn)和綠氫煉化全產(chǎn)業(yè)鏈，而且還形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模電解水制氫工藝與工程成套技術(shù)，將為風(fēng)、光等可再生能源綠電制綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復(fù)制、可推廣的示范案例。