氫能被全球視為未來能源體系的重要組成部分。日前,在吉林大安,全球最大綠色合成氨單體項目建成投產。作為國家清潔低碳氫能示范工程、戰略性新興產業百大工程,該項目創下“綠氨規模、混合制氫規模、直流微網和固態儲氫”等四項全球之最,并成功破解多項難題,為世界能源轉型貢獻了中國力量。
日前,證券時報記者赴項目現場實探,看到綠氨裝車已啟運,有序發往下游應用市場。
業界表示,綠色合成氨單體項目對于加速實現我國“雙碳”目標,改善我國以煤為主、原油和天然氣對外依存度高的能源現狀具有積極的戰略意義,牢牢把“能源的飯碗端在自己手里”。
四項全球之最
“目前我們已經獲得歐盟預認證證書,再過幾天,歐盟的相關人員將來到公司實地考察,認定合格后,將現場頒發正式的歐盟綠色認證證書。”7月28日,大安吉電綠氫能源有限公司(以下簡稱“大安綠氫”)負責人介紹。
吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目于2023年5月開工,主要建設空分、制氫、儲氫、合成氨裝置以及公輔設施等。新能源部分裝機容量80萬千瓦,其中風電70萬千瓦、光伏10萬千瓦。
吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目
據大安綠氫生產部主任江金世介紹,項目采用“綠氫消納綠電、綠氨消納綠氫、源網荷儲一體化”的全產業鏈設計思路,將風光發電的電力通過自建的輸電線路輸送到制氫合成氨工廠的總降變,再通過總降變將電力分配給制氫、合成氨以及空分裝置。綠電在電解槽中將水分解成氫氣和氧氣,將氫氣輸送至儲氫工段以及合成氨工段。同時,利用空氣分離裝置,將空氣中的氮氣提取出來,然后按照氮氣與氫氣的體積比1:3,進入合成氨工段的合成塔。從合成塔出來的混合氣體經過冷卻分離,即可獲得液氨。液氨進入液氨儲罐進行儲存,并通過裝車棧臺充裝至專門的液氨運輸車輛,最終運輸到客戶的使用地點。
江金世表示,風光發電的一個特點就是起伏大、具有不穩定性,但是化學裝置一旦運行,對于穩定性要求恰恰極高。為了解決這一難題,吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目在新能源發電量較大的時候,利用固態儲氫裝置儲存氫氣,在新能源發電量相對小的時候,將固態儲氫裝置放氫供給合成氨工段使用,極大地提高了系統運行的安全性和穩定性。為了安全、高效地生產合成氨,項目采用了國家電投自主研發的“電-氫-化”全流程柔性控制系統,通過智能化“源荷互動”機制,破解風光發電波動性與合成氨生產穩定性的匹配難題,在一體化調度、集群控制等方面完成工業化實踐,探索出工業生產新模式。
值得注意的是,吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目創造了四項全球之最——全球最大規模的一次性投產綠色合成氨單體項目,建成一套18萬噸/年合成氨裝置,成功實現從電到氫再到氨的全產業鏈貫通,為新能源發電就地轉化提供了新的路徑;全球最大規模的堿液與PEM混合電解水制氫,36000標方/小時的堿液制氫與9600標方/小時的PEM制氫設備實現了雙技術路線耦合,兼顧規模化與靈活性;全球最大規模的直流微電網制氫,攻克直流離網制氫關鍵技術及裝備國產化難題,實現40兆瓦新能源發電直供制氫,探索風光離網制氫新模式;全球最大規模的固態儲氫,建設48000標方的固態儲氫裝置,驗證固態儲氫在可再生能源制氫領域的可行性,助力破解氫氣儲存難題。
肩負能源安全與“雙碳”使命
吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目,對于保障國家能源安全方面具有積極意義。業界認為,項目依托大安當地豐富的風、光資源稟賦,采用風光發電、先進的堿液制氫與PEM制氫技術,規模化制取綠氫,加速實現我國“雙碳”目標,對于改善我國以煤為主、原油和天然氣對外依存度高的能源現狀具有積極的戰略意義,為“把能源的飯碗端在自己手里”創造了物質基礎。
據了解,該項目每年可減少碳排放約65萬噸,節約標煤約23萬噸,相當于抵消近50萬戶普通家庭一年生活用電產生的碳排放。
項目以綠氫消納綠電、綠氨消納綠氫的模式,通過實施風光制氫一體化、源網荷儲一體化,充分發揮新能源、負荷、儲能的協調互濟能力,確保實現制氫合成氨負荷與新能源發電智慧協同、負荷隨電源波動而調整。項目形成源網荷友好協同互動體系,對解決規模性新能源消納、推動電力體制深層次改革,尤其是對構建以新能源為主體的新型電力系統具有很強的創新示范意義。
值得一提的是,吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目將氫以氨的形式進行儲存,解決了氫氣儲運難和安全性差等制約氫能產業發展的主要“瓶頸”問題,使氫能作為重要能源載體實現跨時段調節、跨區域配置和跨品種耦合成為可能,為打造新能源制氫、制氨、制醇的“綠氫體系”指明了新方向。
“我們是行業內第一個吃螃蟹的,也是氫能領域的排頭兵和領跑者。氫能發展的道路上肯定存在困難和問題,但是也并沒有想象的那么難,傳統化工思維認為一些不能走通的路,我們利用電氫耦合等技術,用實踐證明可以走通、走好。同時,這也將會加快促進相關政府職能部門在有關制度方面做出進一步完善。”大安綠氫負責人說。
吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目,展現出強大的人才“磁吸效應”。
徐昊宇是長春人,畢業于蘭州理工大學自動化專業,2024年8月加入大安綠氫,目前所在的崗位是制儲氫外操。“我們每天都要進行巡檢,重點查看儀表的示數是否正常、閥門能否正常開關等,并隨時與中心控制室保持聯系。如果說中心控制是整個項目運行的大腦,我們這個崗位就是充當‘眼睛’和‘手’的角色。”徐昊宇說。
證券時報記者在采訪中了解到,項目不僅直接創造了近400個就業崗位,更吸引了像徐昊宇這樣具備相關專業的大學生從全國各地匯聚于此,成為吉林“引鳳還巢”戰略的鮮活樣本。
“我們這個項目與電的聯系特別緊密,電不光為項目的設備運行提供動力,還是項目的生產原料,沒有電就意味著項目沒有原料。傳統的化工操作人員是懂電的不懂化工、懂化工的不懂電,但我們的絕大多數員工都是公司自己培養出來的新型復合型化工人才,既懂電又懂化工。”大安綠氫負責人表示,大安綠氫是國家電投開創綠色氫基能源產業的首個生產型企業,承載著吉電股份打造面向全球發展的綠色氫基能源平臺的重任,更是吉電股份的人才培養基地。大安綠氫培養出大量的新型復合型化工人才,對于發展綠色氫基能源產業具有重要意義。
國家電投大安吉電綠氫能源有限公司
持續加碼氫能產業
繼吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目之后,吉電股份仍在繼續加碼氫能產業。此前,吉電股份在2024年年報中就曾提及,綠色氫基能源方面,保持先發優勢,高質量建設吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目;接續開發綠色甲醇、綠色航煤等示范項目,著力打造一流綠色氫基能源產業。
今年6月,吉電股份宣布,公司控股子公司上海吉遠綠色能源有限公司的全資子公司吉遠(四平)綠色能源有限公司,擬投資建設梨樹綠色甲醇創新示范項目。梨樹項目將借鑒吉電股份大安風光制綠氫合成氨一體化示范項目經驗,采取全廠柔性控制、智慧工廠設計。“梨樹項目的一些工作人員將在大安吉林進行培訓,我們也將選派一些骨干員工前往梨樹項目參與籌備建設。”大安綠氫負責人介紹。
吉電股份方面表示,國家大力實施可再生能源替代,氫能得到高度重視,綠色甲醇直接用于傳統船用燃料替代,是遠洋運輸業深度脫碳、加快實現“雙碳”目標的重要手段,是解決國家能源安全問題和推動能源結構轉型的重要方向。
吉電股份針對綠氨、綠甲醇、綠航油等產品的銷售也在加快布局。在大安吉電風光制綠氫合成氨一體化示范項目正式投產的前一天,吉電股份在與歐洲、日韓等多家企業簽署銷售意向協議的基礎上,又集中與法電中國、中國石油國際事業公司、日本伊藤忠和荷蘭孚寶等多家國內外企業簽署合作協議。