我國工業領域規模化減碳取得新突破 解決多個技術難題
http://www.sharifulalam.com 2023-08-30 14:21 來源：央視網
8月30日，我國規模最大的光伏發電制氫項目在新疆庫車建成投產。這種在生產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，這標志著我國在工業領域當中規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，提供了新疆南部地區70%左右的汽柴油供應。但目前在煉化過程中所使用的氫氣，在生產環節有大量二氧化碳排放。因此，利用光伏發電，電解水生產氫氣的方式替代現有天然氣制氫，對于企業降低碳排放將起到至關重要的作用。
這是新疆庫車萬噸級綠氫煉化項目流程圖，可以看到光伏發電后所產生的清潔電力被輸送到電解水制氫裝置，生產出零碳排放的氫氣后，儲存在這個巨大的圓形容器中，最后再通過管道運輸到煉化廠區進行生產。
化工行業是我國實現碳中和的關鍵行業之一，全國化工行業的碳排放占工業領域總排放的20%、占全國二氧化碳總排放的13%。我國公布的《綠色低碳先進技術示范工程實施方案》中提出，到2030年，通過綠色低碳先進技術示范工程帶動引領，先進適用綠色低碳技術研發、示范、推廣模式基本成熟，相關支持政策、商業模式、監管機制更加健全，綠色低碳技術和產業國際競爭優勢進一步加強，為實現碳中和目標提供有力支撐。
光變清潔化工原料之路
氫能是氫和氧進行化學反應釋放出的化學能，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，具有發展光伏發電的天然優勢。我國規模最大的光伏發電直接制氫項目，是如何將太陽能轉變成煉油化工企業需要的清潔原料的？
占地9700多畝的庫車綠氫示范項目，安裝了50多萬塊光伏板。當太陽光照射到光伏板表面時，受激發產生的游離電子，在內部電場的作用下形成定向移動，于是形成了電流。
通過專業的輻照計算軟件，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，年發電量近6億度，平均每天發電159萬千瓦時。
太陽能轉變為電能后，經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，通入遠道而來的綠電，將配置好的堿液電解成氫氣和氧氣。氫氣經過提純后，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的綠氫生產智能決策與排產系統，實現“荷隨源動”，達到“智能生產”，重大裝備及核心材料全部實現國產化。
我國最大的光伏發電綠氫項目，每年可生產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難題
我國首個規模化綠電制氫項目不僅為我國工業企業脫碳找到解決方案，項目建設過程中還解決了多個技術難題，同時促進了我國相關產業裝備的發展。
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。
負責人告訴記者，為了應對當地的極端天氣，光伏板從原來板面角度隨陽光角度可調，設計成固定角度，同時對光伏板固定樁進行了加固。
高效大功率電解槽是可再生能源大規模制氫的關鍵裝備，其技術發展及成本優勢影響著我國氫能產業規模化發展進程。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。
光伏發電的不穩定，與制氫需要連續穩定的供電形成了矛盾。為了克服這一矛盾，技術人員自主研發的綜合控制系統，使得依靠清潔電力大規模制氫成為可能。
庫車項目的建成投產，不僅首次貫通了光伏發電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運和綠氫煉化全產業鏈，而且還形成了具有自主知識產權的大規模電解水制氫工藝與工程成套技術，將為風、光等可再生能源綠電制綠氫產業發展提供可復制、可推廣的示范案例。
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