“双碳”目标下我国石油化工工业耦合绿氢降碳的实践及展望.pdf

第3 期第2 5 卷2023年6 月JOURNALOFSINOPECMANAGEMENTINSTITUTE石油化工管理干部学院学报No.3 Vol.25Jun.2023367S观点纵谈“双碳”目标下我国石油化工工业耦合绿氢降碳的实践及展望苗泽宇（中国石化销售股份有限公司北京石油分公司，北京1 0 0 0 6 1）摘要 我国政府己向世界承诺“力争2 0 3 0 年前实现碳达峰、努力争取2 0 6 0 年前实现碳中和”，作为我国能源消耗和碳排放主要领域之一的石油化工工业，如何在短时间内实现碳达峰碳中和，任务艰巨口紧迫。绿氢与我国石油化工工业融合发展能大规模减少二氧化碳排放，是我国石油化工工业绿色低碳发展的重要途径。但月前我国石油化1 1 业耦合绿氢降碳的1 业化项月和研究成果不多。为促进尽快形成产业化效果，本文介绍了我国石油化工工业推进绿氢炼化的现状、存在的主要问题、发展前景，并提出了促进发展的思路和建议。关键词石化；绿氢；耦合；降碳实现碳达峰碳中和既是大势所趋，也是我国高质量发展的内在需求。全球已有1 3 0 多个国家和地区提出了碳中和目标，我国作为一个正从小康奔向社会主义现代化强国的国家，同时也是全球碳排放第一大国，仅用3 0 年就完成全球最高碳排放强度降幅的必考题，无疑要打一场史无前例的恶战硬战。石化工业是我国能源消耗和碳排放的主要领域之一，据测算，2 0 1 9 年我国炼化产业碳排放量约为4.7 亿吨，约占我国碳排放总量的5%。“双碳”目标下，我国石化工业需要探索新的高质量发展路径。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、可实现电一化交叉融合的二次能源，我国政府已明确氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。“双碳”目标下，我国石油化工工业耦合绿氢降碳值得研究和实践。1我国石化耦合绿氢降碳的工业化现状1.1总体情况我国是世界上最大的制氢国，年制氢产量约为3 3 0 0 万吨，其中主要是煤和天然气制氢及工业副产氢，绿氢产量很少。国家发改委氢能产业发展中长期规划（2 0 2 1 一2 0 3 5 年）规划到2025年我国可再生能源制氢量才达到1 0 2 0 万吨/年。目前绿氢在我国石油化工工业应用还处于工业示范阶段，已报道的国内代表性绿氢炼化项目包括中国石化新疆库车绿氢示范项目、中国石收稿日期 2 0 2 3-0 6-2 8。【作者简介】苗泽宇（1 9 9 7 一），男，河南濮阳人，毕业于中国石油大学（北京）油气储运专业，木科学历。现任中国石化销售股份有限公司北京石油分公司石油石化物流运营管理及油气储运技术管理员。电子邮箱：。68化内蒙古鄂尔多斯风光融合绿氢化工示范项目、兰州新区液态阳光合成燃料示范项目、宁夏宝丰能源光伏制氢项目、大安吉电绿氢能源有限公司风光制绿氢合成氨一体化示范项目等（详见表1）。其中，中国石化新疆库车绿氢示范项月是月前全球在运营最大光伏绿氢生产项月，年产绿氢2万吨，所产绿氢供应塔河炼化公司汽柴油加氢装置，替代现有天然气制氢，每年可减少二氧化碳排放4 8.5 万吨；中国石化内蒙古鄂尔多斯风光融合绿氢化示范项月已启动建设，是中国石化打造的绿氢与煤化I耦合降碳应用场景，绿氢用于中天合创绿色降碳升级改造项月增产高附加值化T.产品，预计年减排二氧化碳1 4 3 万吨。1.2发展模式我国氢能产业合作新模式包括能源耦合发展模式、一体化发展模式、生态圈发展模式、技术授权孵化模式、跨界融合发展模式。其中，氢能产业一体化发展模式覆盖了产业链所有环节，利用技术研发能力、成本控制与供应链管控能力、绿氢消纳能力和基础设施优势，对产业链进行全方位拓展和整合，实现各环节紧密融合和一体化效益最佳，是我国绿氢炼化项目主要发展模式。1.3关键技术情况石化耦合绿氢降碳项目涉及风光发电、电序号项目名称1中国石化新疆库车绿氢示范项目中国石化内蒙古鄂尔多斯风光融2合绿氢化工示范项目3兰州新区液态阳光合成燃料示范项日4宁夏宝丰能源光伏制氢项目大安吉电绿氢能源有限公司风光5制绿氢合成氨一体化示范项日石油化1 管理干部学院学报力输送、制氢、储输氢、绿氢耦合炼化工业等环节。电解水制氢技术是关键技术之一，主要包括碱性电解水技术、质子交换膜电解水技术、固体氧化物电解水技术3 种。其中，碱性电解水技术工艺成熟，应用广泛，单槽产氢量高，适合规模化应用，是石化企业大规模制绿氢的主要技术；质子交换膜电解水技术转换效率高，市场占有率不断提升；固体氧化物电解水技术可实现热电联产，是实验室研究热点。此外，关键技术包括风光绿电制氢优化配置平台软件、IGBT整流技术、绿电制氢配电系统技术、绿电制氢能源管控一体化系统技术、氢氧纯化和储存技术、纯氢长输技术及规范、石化企业高效利用绿氢和绿氧技术等，均需要在工业化示范中进一步验证和完善。2石化耦合绿氢降碳存在的主要问题我国石化耦合绿氢降碳还处于工业示范期，存在技术基础薄弱、产业合作模式不成熟、政策体系不完善等问题。2.1技术基础薄弱由于光伏、风力等可再生能源天然地具有能量波动性特点，所以实现高比例可再生能源连续制氢供氢还面临着很多技术和经济性挑战，目表1 国内代表性绿氢炼化项目建设内容300兆瓦光伏装机，电解水制氢能力为2万吨/年，2 1 万标方储氢球罐450兆瓦风电装机，2 7 0 兆瓦光伏装机，电解水制氢能力为3 万吨年，2 8.8 万标方储氢球罐10兆瓦光伏装机，电解水制氢能力达千吨级200兆瓦光伏装机，电解水制氢能力为2000吨年，2 1 万标方储氢球罐在吉林省大安市建设风电7 0 0 兆瓦、光伏100兆瓦、4 0 兆瓦/8 0 兆瓦时储能装置，制氢能力为3 2 万吨年，合成氨建设规模为1 8 万吨/年2023年第3 期氢能用途塔河炼化公司用于替代天然气制氢中天合创绿色降碳升级改造项目，替代部分煤制氢用于下游合成甲醇用于下游生产聚乙烯、聚丙烯用于制绿氨2023年第3 期苗泽宇“双碳”目标下我国石油化工工业耦合绿氢降碳的实践及展望前绿氢成本仍高于化石能源制氢和工业副产氢成本。石化耦合绿氢全流程的技术工艺、设备选型、参数设计、材料选择、关键配件、各系统最优匹配等方面都没有标准和规范与成熟经验可以借鉴，大规模电解水制氢与储绿氢的技术和装备有待1 业示范进一步验证和提高，仍存在自主创新能力不强、国产化率低、相关标准规范跟不上发展需要、成本高等短板。2.2产业合作模式不成熟绿氢炼化项月涉及与上游电网和下游用氢炼化企业的融合，需要不断探索和验证来寻找成功的合作模式。就与上游电网融合而言，风光等新能源发电直接制氢的产氢波动性和化丁企业平稳用氢需求之间的矛盾解决办法还需要验证，以满足制氢成本最低。就与下游用氢炼化企业融合而言，还需要开发并长时问验证绿氢生产和供应与炼化企业用氢联动的丁艺和控制系统，以实现整体成本最低。2.3政策体系不完善我国绿氢炼化的标准还不完善，比如缺乏绿氢长距离管道输送技术标准，没有出台绿氢清洁低碳属性的碳减排方法学及相关标准；未出台支持绿氢炼化降碳工业示范的财税优惠政策和考核机制，不利于提高企业参与的积极性。3石油化工工业耦合绿氢降碳的发展前景第一，石油化工工业耦合绿氢降碳是我国石化工业实现碳中和的必然要求。中国百家上市公司碳排放排行榜（2 0 2 2）报道上市公司碳排放前1 0 强有2 家石化企业，中国石化和中国石油碳排放量分别为1 7 2 5 6 万吨和1 5 9 5 4 万吨，分别位居第8 位和第1 0 位，要在2 0 6 0 年实现碳中和，任务十分艰巨。中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见国务院印发的2 0 3 0 年前碳达峰行动方案等均要求加快构建清洁低碳安全高效能源体系，严控化石能源消费，加快节能降碳先69进技术研发和推广应用，坚决遏制高耗能、高排放、低水平项目盲目发展。石油化工工业耦合绿氢发展可以大规模工业降碳，有研究表明，如果仅考虑绿氢取代煤化工中变换工序制氢，原料煤中碳进入甲醇产品能从月前的3 7.8%提高到71.8%；如果再考虑二氧化碳加氢制甲醇等，原料煤中碳几乎能全转化到化1 产品中。第二，石油化1 1 业耦合绿氢降碳的1 业化具有可行性。一是可再生能源资源潜力大。我国2 0 2 1年底风电、光伏发电装机超过6 亿千瓦，发电量为9785亿千瓦时。我国已明确2 0 3 0 年风电和太阳能发电总装机容量达到1 2 亿千瓦以上，未来我国风光发电大发展将为绿氢生产奠定坚实的资源基础。二是石油化T.T业耦合绿氢降碳T业化具有经济可行性。我国已有多个万吨级绿氢与石油化TT业耦合产业化示范项目在建设和试运行，其中宁夏宝丰电力运营管理有限公司太阳能发电+电解水制氢的成本控制在1.5 4 元/标方左右。4石油化工工业耦合绿氢降碳的发展思路和建议在我国尚未建立以可再生能源为主体的新型电力系统的当下，石油化T工业耦合绿氢降碳尚处于丁业化示范阶段，但石油化工丁业耦合绿氢降碳是石化工业未来高质量发展的方向，前景广阔，未来范围和内涵可能会逐渐拓展到绿氢+绿氧+绿电、绿氢+绿氧+绿电+CCUS等降碳的更大范畴。为谋划“双碳”时代我国石油化工工业可持续和高质量发展，建议一是加快研发支撑绿氢炼化的关键核心技术，降低绿氢生产成本，促进绿氢绿氧高附加值利用；二是国家出台支持绿氢耦合石化产业发展的产业政策，包括出台能体现绿氢低碳环保属性的工业领域绿氢定价机制、支持绿氢炼化降碳工业示范的财税优惠政策和考核机制，完善相关标准和规范，降低绿氢炼化项目融资成本等。70石油化1 管理干部学院学报2023年第3 期Practice and Prospect of Coupling Green Hydrogen to Reduce Carbon inChinese Petrochemical Industry under the“Dual Carbon GoalMiao Zeyu(SINOPEC Sales Co.,LTD.Beijing Petroleum Branch,Beijing,100061,China)Abstractand carbon neutrality by 2060.As one of the main sources of energy consumption and carbon emissions inChina,the petrochemical industry faces a challenging and urgent task of achieving carbon peaking and carbonneutrality in a short period of time.The integration of green hydrogen and Chinas petrochemical industry cansignificantly reduce carbon dioxide emissions,which is an important way for Chinese petrochemical industry toachieve green and low-carbon development.However,there are currently few industrial projects and researchachievements in Chinese petrochemical industry that couple green hydrogen to reduce carbon emissions.In order to promote industrialization as soon as possible,the current situation,problems,and prospects ofutilizing green hydrogen to reduce carbon emissions in Chinese petrochemical industry were introduced,andsuggestions for promoting development were proposed.Key words petrochemical industry,green hydrogen,couple,carbon reductionThe Chinese government has promised the world to“strive to achieve carbon peaking by 2030（上接第6 6 页）Construction and Application of Role Cognitive Model of SINOPECInternational Petroleum Engineering Project ManagersZhang Jing(SINOPEC Management Institute,Beijing,100012,China)AbstractSINOPEC as the research objects,follows the principle of role cognitive model construction,analyzes thebasic roles,role descriptions and key business activities that they should have and builds the cognitive rolemodel of international petroleum engineering project managers of SINOPEC.Thus,it uses the role cognitivemodel to guide the building of the training course system in order to carry out hierarchical training.KeywordslThis study takes project managers of typical international petroleum engineering projects ofproject manager,role cognition,training course system,role model