新華社銀川11月30日電(記者於瑤、劉海)位於毛烏素沙地邊緣的寧夏寧東能源化工基地(簡稱「寧東基地」)是中國四個現代煤化工產業示範區之一。近年來,為了擺脫對煤基產業的依賴,以及大規模碳排放造成的環境壓力,寧東基地開始瞄準氫能這一全新的產業方向。
400萬噸煤制油、320萬噸煤基烯烴、600萬噸煤化工下遊產品……多年來,寧東基地在現代煤化工領域獲得長足發展,在煤炭清潔高效利用上取得顯著成效。然而,一個不可忽視的問題是,在成為中國最大的煤制油、煤基烯烴生產基地之後,資源環境約束日趨嚴峻。能耗高、水耗高、工業固廢利用率低,特別是萬元工業增加值碳排放處於高位,已成為懸在頭頂的「達摩克利斯之劍」。
「必須探尋煤以外的『第二燃料』『第二原料』,開闢全新的安全、綠色、創新發展之路。」寧東基地負責人陶少華說,清潔能源是增強能源結構彈性、提高能源效率的主攻方向。
今年9月,中國提出採取更有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭於2030年前達到峰值,2060年前實現碳中和。隨著這一願景的實施,能源領域將迎來一次根本性調整,現代煤化工加快綠色轉型已成當務之急。
可再生能源制氫單元演示模型。 新華社記者劉海 攝
氫氣是現代煤化工的重要基礎原料。目前,中國更多依賴化石能源制氫,但化石能源制氫最大的弊端是會伴生大量二氧化碳。僅從物料平衡計算,生產1公斤氫,若是煤制氫,會伴生11公斤二氧化碳;若是油制氫,也會伴生7公斤二氧化碳。
「由化石能源製取的氫氣稱為灰氫,灰氫是不可取的,通過碳捕獲與封存技術後,可使灰氫變為藍氫,但藍氫也只可作為過渡。長遠來看,還是要通過可再生能源,也就是電解水製取無碳綠氫。」中國工業經濟聯合會會長李毅中說。
而用可再生能源製備綠氫耦合煤化工,部分替代煤制灰氫,正是寧東基地優化產業結構、破解能源資源和環境約束瓶頸、實現高質量發展的重要路徑。
瀘天化·和寧化學氫能產業園沙盤模型局部。 新華社記者劉海 攝
「我們正在布局光伏發電、電解水制氫、煤化工補氫、加儲氫設施、產業和重卡應用等全產業鏈氫能項目。」陶少華說,通過使用綠氫耦合煤化工部分替代,每年可壓減煤炭消費1700萬噸,減排二氧化碳3000多萬噸。預計到2025年,綠氫產能將達20萬噸。
寧東基地有發展無碳綠氫得天獨厚的條件。「因為氫是二次能源,可由可再生的一次能源製得,因此綠氫可成為可再生能源新的輸出路徑。」國際氫能協會副主席、清華大學核能與新能源技術研究院教授毛宗強說,西北地區太陽能、風能資源豐沛,是生產綠氫、使用綠氫的便利之地。
作為中國接受太陽能輻射量一類地區,寧東地區年日照時間達3000小時以上,太陽能發電時間長達1700小時,光伏發電成本低至每度0.23元,製備綠氫成本不足每公斤20元。此外,寧東基地還有近300平方公裡的煤炭壓覆區以及採煤後的沉陷區,均可布局分布式光伏。
寧東基地部分企業已開始加快布局氫能產業項目。「我們規劃投資14億元建設了太陽能電解水制氫儲能與應用示範基地,項目採用20萬千瓦太陽能發電裝置和單臺每小時1000標方的高效鹼性電解槽制氫裝置,年產氫氣1億立方,制氫成本控制在每標方1.54元左右。」寧夏寶豐電力運營管理公司總裁石錦軒說,「十四五」期間,寶豐還將繼續擴大「太陽能發電+電解水制氫」產業規模。
目前,寧東基地正積極打造綠氫全產業鏈條,解決氫能制儲運和綠氫耦合煤化工產業化瓶頸問題,加速氫能規模化、商業化進程。