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宁夏千亿级能化基地缘何瞄准氢能
发布时间: 2021-05-12

来源:中国能源报

作为宁夏最大的工业聚集地,宁东能源化工基地(下称“宁东基地”)也是该地区唯一产值过千亿元级的开发区,凭借煤炭资源优势,打造了宁煤400万吨/年煤制油等多个知名煤化工项目。鲜为人知的是,这里还是氢能“富集地”。截至去年底,基地氢气总产能达到240万吨左右,占我国氢气生产总量的12%。

“目前,宁东基地产氢量仅次于山东省,位列全国第二。按照当前增速,我们很快就能实现超越,氢气产能有望达到全国第一。”在宁东能源化工基地氢能与产业发展中心主任闫新民看来,氢能是解决宁东发展瓶颈的“制胜之招”,但在氢能领域,宁东还是“新人”。

坐拥丰富的化石能源资源,宁东基地为何另辟蹊径、瞄准氢能?其发展又遇到什么样的瓶颈?

解决固有排放难题

近年来,宁东能源基地在煤化工领域获得长足发展,形成400万吨煤制油、320万吨煤基烯烃、600万吨煤化工下游产品产能,煤化工产业工业增加值占全部工业经济比重的48%,成为宁夏工业经济增长的稳定器和动力源,但随之也带来了能耗高、碳排放处于高位以及水资源利用不充分等问题。

在碳达峰、碳中和目标下,现代煤化工需要提前谋划如何走出高碳产业低碳排放、二氧化碳循环利用的新路子,与此同时,面对我国严格的节能减排、环境监管等政策,现代煤化工产业清洁高效转型压力也与日俱增。

在闫新民看来,发展氢能产业是解决宁东资源环境制约瓶颈和碳排放问题的“制胜之招”。“如果用可再生能源制绿氢耦合煤化工部分替代煤制氢,按现有的产业规模,宁东基地每年可实现压减煤炭消费1700万吨,减排二氧化碳3000余万吨,降低能耗1200万吨标准煤。同时,利用绿氢合成氨耦合二氧化碳生产尿素,可以降低煤炭消耗,实现二氧化碳的综合利用。”

目前,宁东基地部分企业已开始加快布局氢能产业项目。“依托科技创新,宝丰能源近年来引进先进技术,建设了全球单厂规模最大的太阳能电解水制氢项目,年产量达2亿标方,采用1000标方/小时碱性电解槽制取绿氢,我们现有制氢设备制1标方氢气需5.2度电,用电成本为0.63元,加上折旧、人工等成本,制氢成本可以控制在0.7元/标方左右。”宁夏宝丰能源集团股份有限公司副总裁姚敏表示。

应用场景丰富

截至2020年底,宁东氢气总产能达到240万吨,其中煤制氢235万吨、甲醇制氢2.17万吨、化工副产氢3.4万吨,位居全国第二,占我国氢气生产总量的12%。

在氢能产业发展尚处于初期,可再生能源制氢成本较高的背景下,化石能源可以提供稳定且大量的氢源,为氢能产业发展奠定坚实基础。未来可再生能源制氢迎来大规模发展后,也将为现代煤化工的清洁化转型创造新的突破口。

事实上,得益于宁东化工园区的特点和已有产能,氢能在宁东的应用场景丰富。据闫新民介绍,化工用氢是宁东氢能产业的主力军,宁东煤化工上下游用氢总量达240万吨/年,用绿氢部分替代煤制氢,理论可替代量达120万吨左右。精细化工、新材料产业目前用氢量约1万吨,且价格承受能力强,还能减少耗时费力的物流运输,符合园区低成本化发展需求。

此外,还可推广氢能交通。闫新民表示,宁东基地对运力的需求量大,每年约产生4000万吨煤炭、2450万吨化工原料和产品,以及1900万吨固废灰渣,需要重卡物流车约7000辆。“上述需求,每年形成30亿-35亿元规模的运输市场。由于运行区域和路线相对固定集中,很适合采用氢能重卡实现短倒运输。”

闫新民强调,未来5年,宁东基地将发挥氢能“第二资源”优势,做好可再生能源发电、电解水制氢,在氢能耦合化工、精细化工用氢、氢储能、氢能交通等领域重点发力,创造创新的商业模式。“如今,宁东已成立氢能产业发展中心、节能与碳减排促进中心作为专业机构统筹推进产业发展。”

具有经济性前景

据介绍,宁东基地在发展绿氢方面也具有得天独厚的优势,可在让氢能更具经济性的同时为化工园区带来更多经济效益。

作为光伏发电一类资源区,宁东年日照时间达3000小时以上,光伏年发电时长达1700小时。同时,宁东煤炭压覆区面积较大,“在煤炭压覆区上布局光伏,可以大幅度降低土地成本,同时加上光伏组件价格的降低,按光伏发电成本每度0.23元/度进行测算,宁东制备绿氢的成本可以控制在15.6元/公斤。理论上说,宁东发展氢能在经济性上已具备竞争力。”闫新民表示。

在此基础上,宁东基地仍在不断寻求更经济性、高质量的氢能产业发展模式。闫新民表示:“光伏、氢能、区域自愿交易是拉动宁东新能源产业发展的‘三驾马车’,电价决定氢价,如果要把氢价降下来,就要把电价降下来,因此,我们将持续致力于在光伏发电方面做减法,把电价降下来。”

据了解,宁东基地将逐步构建和完善氢能全产业链,聚焦绿氢替代灰氢等工程。“化工产生的问题,还需通过化工的办法来解决。在煤化工项目反应过程中,若能用可再生能源发电制氢来替代原有的灰氢,对降低能耗、减少排放将呈指数级效果。”闫新民透露,以绿氢耦合煤化工为切入点,一批项目先试先行,“例如,由宝丰能源集团打造的仪器6000标方/小时绿氢制备现已投产,用于耦合煤制烯烃生产。”

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