來(lái)源：中國(guó)能源報(bào)

作為寧夏最大的工業(yè)聚集地，寧東能源化工基地（下稱“寧東基地”）也是該地區(qū)唯一產(chǎn)值過(guò)千億元級(jí)的開(kāi)發(fā)區(qū)，憑借煤炭資源優(yōu)勢(shì)，打造了寧煤400萬(wàn)噸/年煤制油等多個(gè)知名煤化工項(xiàng)目。鮮為人知的是，這里還是氫能“富集地”。截至去年底，基地氫氣總產(chǎn)能達(dá)到240萬(wàn)噸左右，占我國(guó)氫氣生產(chǎn)總量的12%。

“目前，寧東基地產(chǎn)氫量?jī)H次于山東省，位列全國(guó)第二。按照當(dāng)前增速，我們很快就能實(shí)現(xiàn)超越，氫氣產(chǎn)能有望達(dá)到全國(guó)第一。”在寧東能源化工基地氫能與產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心主任閆新民看來(lái)，氫能是解決寧東發(fā)展瓶頸的“制勝之招”，但在氫能領(lǐng)域，寧東還是“新人”。

坐擁豐富的化石能源資源，寧東基地為何另辟蹊徑、瞄準(zhǔn)氫能？其發(fā)展又遇到什么樣的瓶頸？

解決固有排放難題

近年來(lái)，寧東能源基地在煤化工領(lǐng)域獲得長(zhǎng)足發(fā)展，形成400萬(wàn)噸煤制油、320萬(wàn)噸煤基烯烴、600萬(wàn)噸煤化工下游產(chǎn)品產(chǎn)能，煤化工產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值占全部工業(yè)經(jīng)濟(jì)比重的48%，成為寧夏工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的穩(wěn)定器和動(dòng)力源，但隨之也帶來(lái)了能耗高、碳排放處于高位以及水資源利用不充分等問(wèn)題。

在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，現(xiàn)代煤化工需要提前謀劃如何走出高碳產(chǎn)業(yè)低碳排放、二氧化碳循環(huán)利用的新路子，與此同時(shí)，面對(duì)我國(guó)嚴(yán)格的節(jié)能減排、環(huán)境監(jiān)管等政策，現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)清潔高效轉(zhuǎn)型壓力也與日俱增。

在閆新民看來(lái)，發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是解決寧東資源環(huán)境制約瓶頸和碳排放問(wèn)題的“制勝之招”。“如果用可再生能源制綠氫耦合煤化工部分替代煤制氫，按現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，寧東基地每年可實(shí)現(xiàn)壓減煤炭消費(fèi)1700萬(wàn)噸，減排二氧化碳3000余萬(wàn)噸，降低能耗1200萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。同時(shí)，利用綠氫合成氨耦合二氧化碳生產(chǎn)尿素，可以降低煤炭消耗，實(shí)現(xiàn)二氧化碳的綜合利用。”

目前，寧東基地部分企業(yè)已開(kāi)始加快布局氫能產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目。“依托科技創(chuàng)新，寶豐能源近年來(lái)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，建設(shè)了全球單廠規(guī)模最大的太陽(yáng)能電解水制氫項(xiàng)目，年產(chǎn)量達(dá)2億標(biāo)方，采用1000標(biāo)方/小時(shí)堿性電解槽制取綠氫，我們現(xiàn)有制氫設(shè)備制1標(biāo)方氫氣需5.2度電，用電成本為0.63元，加上折舊、人工等成本，制氫成本可以控制在0.7元/標(biāo)方左右。”寧夏寶豐能源集團(tuán)股份有限公司副總裁姚敏表示。

應(yīng)用場(chǎng)景豐富

截至2020年底，寧東氫氣總產(chǎn)能達(dá)到240萬(wàn)噸，其中煤制氫235萬(wàn)噸、甲醇制氫2.17萬(wàn)噸、化工副產(chǎn)氫3.4萬(wàn)噸，位居全國(guó)第二，占我國(guó)氫氣生產(chǎn)總量的12%。

在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初期，可再生能源制氫成本較高的背景下，化石能源可以提供穩(wěn)定且大量的氫源，為氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。未來(lái)可再生能源制氫迎來(lái)大規(guī)模發(fā)展后，也將為現(xiàn)代煤化工的清潔化轉(zhuǎn)型創(chuàng)造新的突破口。

事實(shí)上，得益于寧東化工園區(qū)的特點(diǎn)和已有產(chǎn)能，氫能在寧東的應(yīng)用場(chǎng)景豐富。據(jù)閆新民介紹，化工用氫是寧東氫能產(chǎn)業(yè)的主力軍，寧東煤化工上下游用氫總量達(dá)240萬(wàn)噸/年，用綠氫部分替代煤制氫，理論可替代量達(dá)120萬(wàn)噸左右。精細(xì)化工、新材料產(chǎn)業(yè)目前用氫量約1萬(wàn)噸，且價(jià)格承受能力強(qiáng)，還能減少耗時(shí)費(fèi)力的物流運(yùn)輸，符合園區(qū)低成本化發(fā)展需求。

此外，還可推廣氫能交通。閆新民表示，寧東基地對(duì)運(yùn)力的需求量大，每年約產(chǎn)生4000萬(wàn)噸煤炭、2450萬(wàn)噸化工原料和產(chǎn)品，以及1900萬(wàn)噸固廢灰渣，需要重卡物流車約7000輛。“上述需求，每年形成30億-35億元規(guī)模的運(yùn)輸市場(chǎng)。由于運(yùn)行區(qū)域和路線相對(duì)固定集中，很適合采用氫能重卡實(shí)現(xiàn)短倒運(yùn)輸。”

閆新民強(qiáng)調(diào)，未來(lái)5年，寧東基地將發(fā)揮氫能“第二資源”優(yōu)勢(shì)，做好可再生能源發(fā)電、電解水制氫，在氫能耦合化工、精細(xì)化工用氫、氫儲(chǔ)能、氫能交通等領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)力，創(chuàng)造創(chuàng)新的商業(yè)模式。“如今，寧東已成立氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、節(jié)能與碳減排促進(jìn)中心作為專業(yè)機(jī)構(gòu)統(tǒng)籌推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

具有經(jīng)濟(jì)性前景

據(jù)介紹，寧東基地在發(fā)展綠氫方面也具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，可在讓氫能更具經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)為化工園區(qū)帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)效益。

作為光伏發(fā)電一類資源區(qū)，寧東年日照時(shí)間達(dá)3000小時(shí)以上，光伏年發(fā)電時(shí)長(zhǎng)達(dá)1700小時(shí)。同時(shí)，寧東煤炭壓覆區(qū)面積較大，“在煤炭壓覆區(qū)上布局光伏，可以大幅度降低土地成本，同時(shí)加上光伏組件價(jià)格的降低，按光伏發(fā)電成本每度0.23元/度進(jìn)行測(cè)算，寧東制備綠氫的成本可以控制在15.6元/公斤。理論上說(shuō)，寧東發(fā)展氫能在經(jīng)濟(jì)性上已具備競(jìng)爭(zhēng)力。”閆新民表示。

在此基礎(chǔ)上，寧東基地仍在不斷尋求更經(jīng)濟(jì)性、高質(zhì)量的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。閆新民表示：“光伏、氫能、區(qū)域自愿交易是拉動(dòng)寧東新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的‘三駕馬車’，電價(jià)決定氫價(jià)，如果要把氫價(jià)降下來(lái)，就要把電價(jià)降下來(lái)，因此，我們將持續(xù)致力于在光伏發(fā)電方面做減法，把電價(jià)降下來(lái)。”

據(jù)了解，寧東基地將逐步構(gòu)建和完善氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，聚焦綠氫替代灰氫等工程。“化工產(chǎn)生的問(wèn)題，還需通過(guò)化工的辦法來(lái)解決。在煤化工項(xiàng)目反應(yīng)過(guò)程中，若能用可再生能源發(fā)電制氫來(lái)替代原有的灰氫，對(duì)降低能耗、減少排放將呈指數(shù)級(jí)效果。”閆新民透露，以綠氫耦合煤化工為切入點(diǎn)，一批項(xiàng)目先試先行，“例如，由寶豐能源集團(tuán)打造的儀器6000標(biāo)方/小時(shí)綠氫制備現(xiàn)已投產(chǎn)，用于耦合煤制烯烴生產(chǎn)。”