今天（8月30日），我国规模最大的光伏发电制氢项目在新疆库车建成投产，这种在生产过程中完全没有碳排放所制取的氢气，将全面替代目前中国石化塔河炼化公司炼油加工中使用的天然气制氢。据测算，全部替代后，今后每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，这标志着我国在工业领域中规模化减碳取得了新的突破。
(资料图)
总台央视记者 张伟：这里是天山脚下，塔克拉玛干沙漠北缘的库车市，随着最后一块光伏板的安装完成，面积相当于900多个足球场大小的光伏电站，实现了全容量并网。利用当地丰富的太阳能资源，每年可发出近6亿度电。绿电制绿氢，替代传统的天然气制氢，塔河炼化实现产品的绿色化。
塔河炼化作为我国最西部的炼化企业，提供了新疆南部地区70%左右的汽柴油供应。但目前在炼化过程中所使用的氢气，在生产环节有大量二氧化碳排放。因此，利用光伏发电，电解水生产氢气的方式替代现有天然气制氢，对于企业降低碳排放将起到至关重要的作用。
这是新疆库车万吨级绿氢炼化项目流程图。可以看到光伏发电后所产生的清洁电力被输送到电解水制氢装置，生产出零碳排放的氢气后，储存在这个巨大的圆形容器中，最后再通过管道运输到炼化厂区进行生产。
中国石化塔河炼化公司生产管理部副经理 刘子英：万吨级的光伏制氢是第一次把绿氢引入炼油企业来进行加工。我们的两套天然气制氢最终完全停用，每年大概可以减少天然气使用量2.4万吨，（这是）实现绿色炼油的一个探索。下一步整个光伏制氢还要增加产能，可能要达到7.5万吨，探索老的石化企业实现真正的脱碳。
化工行业是我国实现碳中和的关键行业之一，全国化工行业的碳排放占工业领域总排放的20%，占全国二氧化碳总排放的13%。我国公布的《绿色低碳先进技术示范工程实施方案》中提出：到2030年，通过绿色低碳先进技术示范工程带动引领，先进适用绿色低碳技术研发、示范、推广模式基本成熟，相关支持政策、商业模式、监管机制更加健全，绿色低碳技术和产业国际竞争优势进一步加强，为实现碳中和目标提供有力支撑。
光变清洁化工原料之路
氢能，是氢和氧进行化学反应释放出的化学能，是一种二次清洁能源，具有燃烧热值高的特点。新疆的光照资源丰富，年日照时间为2550至3500小时，具有发展光伏发电的天然优势。我国规模最大的光伏发电直接制氢项目，是如何将太阳能转变成炼油化工企业需要的清洁原料的呢？
占地9700多亩的库车绿氢示范项目，安装了50多万块光伏板。
当太阳光照射到光伏板表面时，受激发产生的游离电子，在内部电场的作用下形成定向移动，于是形成了电流。
通过专业的辐照计算软件，测算光伏组件的最佳倾角，确保全年所接受的太阳辐射最大化，选择双玻璃面板增加太阳光利用率，年发电量近6亿度，平均每天发电159万千瓦时。
太阳能转变为电能后，经23.7公里输电线路输送至绿氢工厂。
在制氢车间的52台电解槽中，通入远道而来的绿电，将配置好的碱液电解成氢气和氧气。氢气经过提纯后，被送往10个巨大的球形储罐。
库车项目使用了我国自主研发的绿氢生产智能决策与排产系统，实现“荷随源动”，达到“智能生产”，重大装备及核心材料全部实现国产化。
我国最大的光伏发电绿氢项目，每年可生产2万吨绿氢，通过管道输送至塔河炼化，用于替代炼油加工中使用的天然气制氢，每年可减少二氧化碳排放48.5万吨。
减碳示范项目突破解决多个技术难题
通过上面的短片，我们了解了从光到电，从电到绿氢的生产流程。我国首个规模化绿电制氢项目不仅为我国工业企业脱碳找到解决方案，项目建设过程中还解决了多个技术难题，同时促进了我国相关产业装备的发展。
记者在近万亩的光伏电厂看到，在东西长3公里，南北3.5公里的场地上，安装了近55万块光伏板。
中石化新星新疆绿氢新能源有限公司副总经理 方虎：我们这个（光伏板）组件两面都是玻璃背板，两面都是可以发电。背面发电效率可能没有正面高，但是它可以整体提升3%到5%的发电量。
负责人告诉记者，为了应对当地的极端天气，光伏板从原来板面角度随阳光角度可调，设计成固定角度，同时对光伏板固定桩进行了加固。
中石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理 范林松：电解槽我们这个是四对一的工艺设计，就是四个电解槽对一台分离框架。相比一对一的模式，能够有效降低厂房的使用面积，减少投资，这是一个创新。
高效大功率电解槽是可再生能源大规模制氢的关键装备，其技术发展及成本优势影响着我国氢能产业规模化发展进程。在库车示范项目电解槽车间，记者了解到，在这个项目启动之前，项目所采用的高效大功率电解槽国内的累计需求量不到30台，而库车示范项目一次就采购了52台。
中石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理 范林松：通过这个项目的实施，仅仅以这三家给我们提供电解槽的生产厂家为例，他们的产能提升了200%。现在国内的1000标（准）立（方米）级以上的电业槽产能每年已经超过2000台，极大地带动了我们氢能产业装备的制造业大发展。
光伏发电的不稳定，与制氢需要连续稳定的供电形成了矛盾。为了克服这一矛盾，技术人员自主研发的综合控制系统，使得依靠清洁电力大规模制氢成为可能。
中国石化广州工程公司库车示范项目经理 曹勇：科研设计人员通过联合攻关、揭榜挂帅等形式，突破性地解决了新能源波动电力场景下柔性制氢，并连续稳定供氢的难题，完成了万吨级电解水制氢工艺与工程成套技术、绿氢智能控制与调度系统研发等科研成果。
库车项目的建成投产，不仅首次贯通了光伏发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运和绿氢炼化全产业链，而且还形成了具有自主知识产权的大规模电解水制氢工艺与工程成套技术，将为风、光等可再生能源绿电制绿氢产业发展提供可复制、可推广的示范案例。
规模化减碳也能实现可持续发展
通过可再生能源的利用，塔河炼化公司实现了规模减碳，但同时也面临着成本增加的困扰。减碳是否经济，是否可持续？塔河炼化的工作人员告诉记者，随着装备的升级以及相关政策的落地，减碳也能实现可持续发展。
中石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理 范林松：从长期来看，我们用的是自己建设的光伏发电，随着发电效率的提升，（可以）实现成本的降低。随着我们装备制造业的不断更新迭代，电解的效率有提升的空间，直接会导致我们用电能耗的降低，这样也会带动绿氢成本的降低。
范林松告诉记者，如果将电解水的副产品——氧充分利用，也可以实现成本的降低。
中石化新星新疆绿氢新能源有限公司总经理 范林松：按两万吨氢气产能计算，有16万吨的氧。如果把这16万吨氧全面的销售出去的话，就可以折低我们的氢气成本。
同时，随着国家碳市场交易机制的不断完善，碳的市场价格后续会有上升空间，也可以实现减碳成本的降低。
中国石化塔河炼化公司生产管理部副经理 刘子英：而且将来必定会存在二氧化碳的碳交易这些这些问题，我们也提前布局来想方设法地减少二氧化碳排放量。早期可能是在效益上会有点损失，长期的二氧化碳排放和交易来看的话，肯定会得到回报。
生态环境部近日表示，力争今年年内尽早启动全国温室气体自愿减排交易市场，有效发挥市场机制对控制温室气体排放、促进绿色低碳技术创新的重要作用。
（总台央视记者 张伟 新疆台）
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