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中國石油向氫而行

   2023-12-12 中國石油報王利42380
核心提示:回溯2023年,新能源業務成為該公司生產經營業績增長最快的模塊之一。

這是一個平均年齡不到36歲的年輕團隊,是一個精英云集的團隊。

綠氫,一個蓄勢待發的新能源產業。

年輕的團隊撞上新興的產業,會演繹出什么樣的故事?

今年國慶節前夕,寰球北京公司收到三峽集團的委托函:因高標準執行國內首套萬噸級綠氫項目,將委托其繼續承擔污水零排放單元的主要服務工作。至此,綠氫項目國內首套“零排放”花落寰球北京公司。

回溯2023年,新能源業務成為該公司生產經營業績增長最快的模塊之一。

而這背后,是新能源團隊艱難求索的故事。請跟隨《中國石油報》本期《講述》欄目,踏上他們的逐“氫”之路,傾聽他們的筑夢故事。

孤獨的探路者

今年38歲的唐碩看起來比同齡人略顯年輕——白皙的皮膚,瘦削的身形,鬢角略見幾根白發。興許是因為極度的熱愛,常年的科研工作似乎并未給他留下熬心費神的滄桑感。只有在跟他近距離交流的時候,才會發現他偶爾“不在線”——那一定是在琢磨某個技術走了神。

天生“技術控”的他,因獲得全國化學奧林匹克競賽一等獎而被保送至清華大學化學工程系,并在那里度過了7年的本碩時光,畢業后進入寰球公司,跟進首個大氮肥國產化項目將近8年,申請國家專利近20項。

在他平靜的講述中,選擇投身新能源產業,在偶然之中又有些必然的意味。

“大約從2016年開始,新能源產業的概念在工程行業中越來越多被提及,寰球公司開始編制集團公司、中油工程要求的多份調研報告。”唐碩是承擔報告編制工作的核心成員。

這份額外的任務讓他“飽受折磨”——白天需要完成既有項目的設計任務,只能靠夜間完成報告的編制。最難受的是那種“四不知”的感覺——不知道是什么,不知道做什么,不知道怎么做,不知道要做成什么樣子。

壓力纏身卻認知有限,信息浩瀚卻頭緒不清。看書、查資料、請教專家、參加各類學術研討會,能獲取新信息的渠道他一個也沒放過。那幾年,唐碩總是被一些似懂非懂的概念所糾纏。在探索未知的困境里,他的生活變得更加單一,就連一直堅持的跑步習慣也逐漸被擱置。

認知的突破是個緩慢的過程。當3年多時間過去,唐碩已經在磕磕絆絆中編寫了10余份報告,還在專業期刊上發表了新能源方面的論文3篇。不知不覺間,他已經從當初的“小白”變成了新能源業務里屈指可數的青年專家。他不僅厘清了諸多跨行業概念,更對工程公司從事新能源業務的發力點有了明晰的判斷。

此時,落地項目成了他最大的心愿。

很快,北京冬奧會為他帶來了曙光。2020年,寰球北京公司承擔了北京冬奧會延慶PEM制氫項目的設計工作。唐碩擔任項目經理,邊思穎擔任他的助手和專業負責人。

“這是一次對綠氫理念的廣泛傳播,呈現了氫能的一種利用途徑,對公司新能源業務乃至行業發展是一次啟迪和嘗試。”在項目設計過程中,他們相繼克服了設備接口不統一、防爆區與設備布置存在矛盾、行業標準不一致等問題,在新能源項目中交出了第一張“小卷”。

隨后,“雙碳”目標的提出將新能源產業推上了發展快車道。2021年冬天,孫小康加入新能源團隊,負責市場開發,與唐碩負責的頂層設計和技術開發互為補充并相互支持;從各專業選拔的年輕工程師負責具體的專業技術工作。至此,新能源業務青年團隊初具規模。對唐碩而言,他不再是一個人孤獨前行。

不過,他的樂觀很快被現實潑了一盆冷水——團隊“形”具備了,“神”卻未被完全賦予,每一位新加入的工程師都被認知局限所圍困。孫小康設計建設了10多套聚烯烴裝置,對氫能等無機物卻知之甚少;邊思穎雖然參與設計了制氫站,但對新能源上游的風光發電無從下手;學電氣出身的白冰參與了公司園區分布式光伏發電項目,可這與地面集中式光伏發電根本不是一個概念……

初入陣營,概念不清、方向不明、信心不足,成了團隊成員最大的束縛。

學習、交流、請教、研討,組長唐碩把自己的經驗教訓和探索歷程傾囊相授,副組長孫小康則做好“精神導師”,行業頂級峰會更是常見大家的身影。不到1年的磨合、浸泡后,團隊成員不僅對新能源產業的前景充滿了信心,更對公司投身新能源產業的路徑有了清晰認知——在以氫能為核心的“制、儲、輸、用”全產業鏈中當好“串聯者”。

隨著認知的深入,項目實踐也在大踏步拓展。在成功完成金山氫能產業基礎設施項目等多個綠氫項目可研的基礎上,2022年,他們獲得了集團公司首個可再生能源制氫示范項目的設計機會,以及國內首個萬噸級綠氫項目——三峽集團納日松項目EPC總承包項目執行機會。

不到2年時間里,這個數量不到20人、平均年齡不到36歲的年輕團隊,不僅實現了個人認知與能力的快速躍升,也為公司在新能源賽道爭得領跑地位。

反傳統的創新者

以氫能為核心的“制、儲、輸、用”全產業鏈大致可分為3個環節——上游以光伏或風力發電為主,通常由電力設計院設計建設;中游為電解水制氫,將上游產生的電能對水進行分解產生氫氣,屬于電力和化工交叉的范疇;下游則是綠氫的儲存、運輸或制成綠色合成氨、綠色甲醇,屬于化工設計的范疇。

寰球北京公司長期從事化工工程設計,只有跨越了從化工到電力的鴻溝,才能在新能源產業鏈中占據主導地位。

橫亙在新能源團隊面前的是一系列技術難題。不同于以往的純化工工程技術,他們需要在新的要求下改變多年的設計思路,沖破一個個關卡,分專業打造技術利器。

電氣工程師白冰首先感受到了其中的壓力。他需要從發電輸電開始研究,搭建電力到化工的橋梁。“剛入行的時候,我就被一份可研報告里非常漂亮直觀的能量流動分布圖給震驚到了,根本不知道人家怎么做出來的。”不過,差距并沒有讓這個33歲的陜西“后生”輕易放棄。他把行業最主流的計算軟件全部使用了一遍,還整理形成了近30份簡易計算表。

不到2年,他做出的高質量分析圖表就讓業主驚嘆不已:“沒想到一個化工院對新能源發電及輸電有如此深入的研究。”不僅如此,他還研發出電解槽之間大規模集群控制計算模型,可以根據輸入電力的波動情況,很好地實現電解槽效率和功率之間的平衡。

當上游電力到化工的橋梁搭建之后,壓力傳導到電解水制氫環節。這是化工設計的業務范疇,但上游的電力設計業務會延伸至此,因此如雨后春筍般崛起的電解槽設備商大規模入場,成了當前新能源產業鏈競爭最激烈之處。

為了守住這個“關隘”,35歲的張彥龍對電解水制氫技術開發投入了大量心血,成功開發出風光氫儲一體化調控系統,并成功應用于納日松項目。在該系統中,他針對電解水制氫裝置大型化、規模化發展的現狀,以及各廠家生產的電解槽參數各不相同的狀況,編制出一套仿真模型——輸入風、光預報數據,即可為裝置計算出最為優化的運行策略,成功克服了風、光波動對裝置平穩運行產生的影響,解決了低負荷下裝置的穩定操作問題,將化工設計的優勢展現得淋漓盡致。

上游與中游的問題一一破解之后,下游則需要將氫能轉變成綠色甲醇、合成氨等“綠色產品”才能產生持續的效益。這本是寰球公司的傳統設計強項,但將之放在新能源產業鏈的一環中,則要“反傳統而行之”。

以氨合成塔為例,之前追求越做越大,但是新能源領域追求的是小巧、高效,并且需要進行柔性設計。柔性設計理念是唐碩堅持的“反傳統”化工設計路徑,是為了應對上游風、光波動產生電能波動而導致氫氣產能波動。這與原料穩定的傳統化工路徑截然不同。

35歲的陳勝彬負責氨合成塔的設計。為了設計出“小而強”且能夠柔性生產的氨合成塔,陳勝彬查閱了大量文獻和以往項目資料,把復雜的塔內部件一點點“摳”出來研究,逐一尋找工藝優化辦法,搭建了幾百個數學模型,進行了數萬次計算對比,目前已經成功完成2個小型氨合成塔的工藝包設計。

當這些分專業的技術利器被一一攻克后,項目執行就變得更加得心應手。2023年6月,備受關注的納日松項目提前實現了產氫目標,其使用的IGBT整流技術、全流程DCS控制系統、SIS安全儀表系統,顯著提升了裝置的整體穩定性和安全運行水平。同時,寰球公司自主開發的大規模氣體純化流程模擬技術得到成功應用,保障裝置環保降耗能力處于國際領先水平。

全產業鏈的串聯者

有了技術利器支撐,如何吸引更多客戶的關注、拓展出更大的市場,成為新能源團隊討論最多的話題。

自組建團隊后,唐碩、孫小康和團隊核心成員達成了高度默契,確定了選用最前沿人才、做全產業鏈方案、以“專家明星”引流市場三大“攻城”舉措。經過2年的觸探,市場回響大大超出預期。

吳艷就是在這樣的契機中受邀加入團隊的。2021年從西安交通大學博士畢業的她被寰球公司博士后流動站的招聘信息所吸引。因研究內容高度相關,唐碩激動不已,軟磨硬泡,終于“扣”下了人,讓其在新能源團隊中負責打造一款利器產品——風光氫氨醇一體化容量智能設計優化技術。

這是針對行業“痛點”而量身打造的“金剛鉆”。該模型可以為不同業主提供從上游到下游全流程不同的產品路線選擇和參數配比,為最終項目決策提供全方位指引。

“該模型從大的流程到每個單元的設備、價格、效率,涉及幾十萬個變量,能夠快速直觀地呈現項目的科學性和經濟性。”在團隊成員的大力支持下,吳艷僅用不到1年時間就完成了模型的初步搭建,一經推出便以“人無我有”的優勢占據市場,目前已經應用于40余項國家新能源項目的前期方案優化。

復盤模型開發過程時,吳艷說,她也遭遇了繞不過去的“坎”。“新能源業務相關產業鏈很長,各環節技術層出不窮,在繁多的信息中找到重點就顯得尤為重要。我們通過與各企業、廠商的廣泛交流來梳理信息、判別真偽,逐步厘清并確定重點項目和技術開發所需技術參數。”

模型成功應用后,對局部功能的持續優化就變成了長期且持久的工作。團隊又挖掘出另一位博士姜勇,與吳艷并肩作戰。姜勇本科、碩士就讀于清華大學,博士畢業于中國科學院大學,入職寰球公司不到3年就參與將近10個LNG工程項目,申請專利近10件。“這種頂配的‘王炸’組合必將大大加快研發進程。”團隊成員對此信心十足。

在全流程方案得到業主青睞的時候,負責市場開發的孫小康在“培育項目”方面思路也更加開闊。

今年41歲的孫小康是新能源團隊里“最老的人”,也是最富激情和熱血的“導師”。他身形挺拔、語速很快,喜歡用生動的比喻來講解一些理念和復雜的概念。在轉行從事新能源業務之前,他從事了10多年項目管理工作,練就了與人打交道的豐富經驗。2021年秋天,他剛卸任塔里木乙烷制乙烯項目群副經理職務便接到一紙調令,帶著一臉“蒙圈”扎進了新能源市場。很快,他開朗樂觀、靈活機動的優勢在這片新藍海中發揮出來。

獨闖業主大樓的故事至今都讓團隊成員津津樂道。“2022年,得知某業主要推出一套可再生能源制氫項目,我們在得不到引薦的情況下只能想辦法‘混進’業主大樓,利用3分鐘時間完成自我介紹并推出了寰球公司為其制定的全產業鏈方案,由此贏得了第二天的專場座談和雙方戰略合作協議的簽署,最后成功獲得了項目的可研和基礎設計項目。”

近兩年,隨著行業發展如火如荼,團隊工作應接不暇。孫小康又琢磨出一條新的策略:“我們將團隊專家分層次打造成‘明星’,在不同的交流研討會上宣講全產業鏈方案和技術利器。”此舉既培養了“明星”專家,實現了市場引流,又科學分配了團隊資源,可謂是一舉多得。而市場的熱烈反饋也堅定了大家走好“新”道路的信心。

“今年以來,我們忙得人仰馬翻,有時候一天就需要接待七八個客戶,對重點業主更是密切跟進。”團隊成員跟打了雞血一樣,連軸轉也不知疲憊。為了某個項目投標,他們利用兩周時間開展了5輪自我答辯。對最后45分鐘的宣講PPT,大家精心打磨,不眠不休地干了2天2夜,在后半夜定稿后仍然高度興奮,僅睡了2個小時后又精神抖擻地與業主見面,最后一舉奪得總分第一的好成績。

“國家對新能源項目的新政策即將落地,國際上對碳排放的‘限制令’倒計時也已經到來。在行業巨變的風潮中,我們更需要守住初心,走好自己的路。”秉承著這個信念,新能源團隊的年輕人比以往更加忙碌。對他們來說,這場新的競技才剛剛起步,前方絕對不會是一片坦途,但既然選擇了,就必須義無反顧。

 
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