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以“氫”代“煤”，大有可為。近日，寧夏寶豐能源集團股份有限公司發布了《關于內蒙古300萬噸/年烯烴項目獲得環評批復的公告》，該公告一經發布，一石激起千層浪。公告顯示，該公司位于內蒙古鄂爾多斯市的烯烴項目一期正式獲批。該項目采用綠氫與現代煤化工協同生產工藝，烯烴總產能300萬噸/年，其中40萬噸是通過配套建設風光制氫一體化示范項目，用綠氫替代煤炭進行生產，是目前全球單廠規模最大的煤制烯烴項目。
綠氫作為重要的零碳技術路線之一，被認為是實現“雙碳”目標的重要潛在支撐，可加速化工、電力、交通、鋼鐵、建筑等行業的低碳轉型。上述全球首個規?；镁G氫替代化石能源生產烯烴項目獲批，標志著綠氫將向規?；I應用邁出重要的一步——這項“未來能源”正加快走進現實。
“零碳”綠氫是未來發展方向
氫的不同顏色代表著制氫過程的清潔程度?；覛涫峭ㄟ^化石燃料燃燒產生的氫氣，在生產過程中會有二氧化碳排放。目前，市面上絕大多數氫氣是灰氫，約占當今全球氫氣產量的95%左右。藍氫是將天然氣通過蒸汽甲烷重整或自熱蒸汽重整制成，其在生產工程中可使用碳捕捉、利用與儲存（CCUS）等先進技術，可實現低碳制氫。綠氫則是通過使用再生能源制造的氫氣，生產氫氣過程中實現零碳排放。
由于制備過程碳排放最少、最清潔，綠氫被認為是未來氫能的主要發展方向。今年3月，國家發展改革委、工信部等6部門聯合印發《“十四五”推動石化化工行業高質量發展的指導意見》，明確提出加快突破“綠氫”規模化應用等關鍵技術，合理有序開發利用“綠氫”，推進煉化、煤化工與“綠電”“綠氫”等產業耦合示范。
本次獲批的內蒙古300萬噸/年烯烴項目是國家發展改革委、工信部規劃布局的4個現代煤化工產業示范區中的重點示范項目。該項目通過風光制氫一體化配套項目補入綠氫、綠氧，即用“綠氫”替代原料煤，補入甲醇合成項目裝置，可減少工藝系統二氧化碳的排放量，同時，將副產的氧氣作為氣化用氧替代燃料煤，補充到氣化裝置中降低空分裝置能耗。相比純煤方案，該項目有望增加甲醇產量122.89萬噸/年，節約標準煤253萬噸/年，減少碳排放量631萬噸/年。
西北能源基地是布局潛力區
“作為大規模、長周期、跨季節的儲能方式，可以提高電力系統靈活調節能力，促進大基地新能源電力集中外送；作為清潔化工原料和還原劑，以‘風光氫儲’一體化、‘綠電—綠氫—綠氨’一體化等方式，可以促進煤化工、石油化工及相關應用產業的深度脫碳，同時為新能源就地消納提供解決方案?！敝袊鴩H經濟交流中心能源政策研究部部長、研究員景春梅表示。
記者了解到，我國西北地區是綠氫產業布局的潛力區。西北地區具有豐富的光能風能資源，擁有廣闊的荒漠、半荒漠地區，地形平坦開闊，適宜發展光伏、風電等清潔電力，但是因本地消納能力不足，以及光伏、風電的不穩定性等原因，導致新增裝機量和棄電量的矛盾日益凸顯。同時，作為西電東輸的源頭，西北地區建設并運行著大量的燃煤火電機組，其在將電力源源不斷地輸送至全國各地的同時，自身卻承擔著巨大的降碳壓力。因此，在西北地區就地制取綠氫，不僅可以替代煤炭燃料實現減碳，還可大幅促進新能源就地消納。
除內蒙古外，寧夏布局綠氫的決心也很大。目前，寧夏立項并建設了寧夏電力投資集團有限公司氨氫燃料替代煤炭的火電碳中和示范項目、寶豐能源的制取綠氨項目，規劃了以吳忠市為中心的“中國氨氫谷”示范基地項目。其中，“中國氨氫谷”示范基地項目，以吳忠太陽山開發區新建的熱電聯產項目為基礎，將建設光伏綠氫項目、綠氫耦合油化工、綠氫耦合煤化工、綠氫冶金、氫能交通、綠氫耦合精細化工、氫能重卡、綠氫合成氨、火電鍋爐摻氨減煤降碳、碳捕捉利用等十大類工程，探索全產業鏈布局。
產業發展仍需破解成本難題
綠氫熱度正高，引入局者無數。使用可再生能源電力的電解水制氫，被認為將成為氫氣生產的主要途徑。2021年以來，國內電解水制氫領域動作不斷，入局電解水制氫的企業數量快速增加，其中不乏光伏、風電、電力、鋼鐵、石化、燃料電池等跨界者。
中國石化將氫能作為企業轉型發展的重要著力點，2021年，啟動我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目；建設首套質子交換膜（PEM）制氫示范站，應用自主開發的國產PEM制氫設備；今年4月，正式啟動建設中國石化中原油田風光電兆瓦級質子膜電解水制氫項目。
中國華電作為五大央企發電集團之一，在開發新能源項目的同時，同步開展可再生能源制氫項目。今年7月，由中國華電自主獨立設計并生產制造的1200立方米/小時堿性電解槽產品下線，標志著中國華電在電解水制氫裝備的道路上邁出了關鍵一步。
作為一項新興產業，大量重量級企業入局，助推綠氫產業在技術研發、項目建設方面取得迅速發展，但綠氫產業離實現大規模應用還有較長一段路要走，仍需破解核心技術研發、經濟性提升、高效安全運輸等一系列難題。
其中，成本和經濟性問題是核心難點。當前，大規模低成本可再生能源制氫的技術路線并不明確。業內專家介紹，堿性電解水（ALK）制氫缺少規?；瘧?；質子交換膜（PEM）制氫成本高、關鍵技術和核心部件受制于人；陰離子交換膜（AEM）、固體氧化物電解水（SOEC）、光解水制氫、熱化學循環水解制氫技術等還處于基礎研發或試點示范階段……
“當前，電解水制氫的成本為化石能源制氫的2~3倍，如果是可再生能源發的電制氫，成本會更高。”景春梅介紹。而根據記者在采訪中獲得的信息估算，當制氫成本降至20元/千克以下時，電解制氫相比于化石能源制氫具有一定的競爭優勢。
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