來源：中國能源報

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)值過千億元級的開發(fā)區(qū)，憑借煤炭資源優(yōu)勢，打造了寧煤400萬噸/年煤制油等多個知名煤化工項目。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)能達到240萬噸左右，占我國氫氣生產(chǎn)總量的12%。

“目前，寧東基地產(chǎn)氫量僅次于山東省，位列全國第二。按照當前增速，我們很快就能實現(xiàn)超越，氫氣產(chǎn)能有望達到全國第一。”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，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，寧東能源基地在煤化工領(lǐng)域獲得長足發(fā)展，形成400萬噸煤制油、320萬噸煤基烯烴、600萬噸煤化工下游產(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)濟比重的48%，成為寧夏工業(yè)經(jīng)濟增長的穩(wěn)定器和動力源，但隨之也帶來了能耗高、碳排放處于高位以及水資源利用不充分等問題。

在碳達峰、碳中和目標下，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，面對我國嚴格的節(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，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，寧東基地每年可實現(xiàn)壓減煤炭消費1700萬噸，減排二氧化碳3000余萬噸，降低能耗1200萬噸標準煤。同時，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，實現(xiàn)二氧化碳的綜合利用。”

目前，寧東基地部分企業(yè)已開始加快布局氫能產(chǎn)業(yè)項目。“依托科技創(chuàng)新，寶豐能源近年來引進先進技術(shù)，建設(shè)了全球單廠規(guī)模最大的太陽能電解水制氫項目，年產(chǎn)量達2億標方，采用1000標方/小時堿性電解槽制取綠氫，我們現(xiàn)有制氫設(shè)備制1標方氫氣需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/標方左右。”寧夏寶豐能源集團股份有限公司副總裁姚敏表示。

應用場景豐富

截至2020年底，寧東氫氣總產(chǎn)能達到240萬噸，其中煤制氫235萬噸、甲醇制氫2.17萬噸、化工副產(chǎn)氫3.4萬噸，位居全國第二，占我國氫氣生產(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)展奠定堅實基礎(chǔ)。未來可再生能源制氫迎來大規(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。

事實上，得益于寧東化工園區(qū)的特點和已有產(chǎn)能，氫能在寧東的應用場景豐富。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240萬噸/年，用綠氫部分替代煤制氫，理論可替代量達120萬噸左右。精細化工、新材料產(chǎn)業(yè)目前用氫量約1萬噸，且價格承受能力強，還能減少耗時費力的物流運輸，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，寧東基地對運力的需求量大，每年約產(chǎn)生4000萬噸煤炭、2450萬噸化工原料和產(chǎn)品，以及1900萬噸固廢灰渣，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)模的運輸市場。由于運行區(qū)域和路線相對固定集中，很適合采用氫能重卡實現(xiàn)短倒運輸。”

閆新民強調(diào)，未來5年，寧東基地將發(fā)揮氫能“第二資源”優(yōu)勢，做好可再生能源發(fā)電、電解水制氫，在氫能耦合化工、精細化工用氫、氫儲能、氫能交通等領(lǐng)域重點發(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)能與碳減排促進中心作為專業(yè)機構(gòu)統(tǒng)籌推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

具有經(jīng)濟性前景

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

作為光伏發(fā)電一類資源區(qū)，寧東年日照時間達3000小時以上，光伏年發(fā)電時長達1700小時。同時，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，同時加上光伏組件價格的降低，按光伏發(fā)電成本每度0.23元/度進行測算，寧東制備綠氫的成本可以控制在15.6元/公斤。理論上說，寧東發(fā)展氫能在經(jīng)濟性上已具備競爭力。”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)域自愿交易是拉動寧東新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的‘三駕馬車’，電價決定氫價，如果要把氫價降下來，就要把電價降下來，因此，我們將持續(xù)致力于在光伏發(fā)電方面做減法，把電價降下來。”

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)生的問題，還需通過化工的辦法來解決。在煤化工項目反應過程中，若能用可再生能源發(fā)電制氫來替代原有的灰氫，對降低能耗、減少排放將呈指數(shù)級效果。”閆新民透露，以綠氫耦合煤化工為切入點，一批項目先試先行，“例如，由寶豐能源集團打造的儀器6000標方/小時綠氫制備現(xiàn)已投產(chǎn)，用于耦合煤制烯烴生產(chǎn)。”