氫能作為綠色清潔的二次能源，是推動能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的理想媒介，也是油氣企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營深度脫碳的優(yōu)質(zhì)選擇。2022年以來，油氣企業(yè)積極在氫能領(lǐng)域謀篇布局，開展全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)研究與示范應(yīng)用，通過技術(shù)創(chuàng)新努力推動氫能產(chǎn)業(yè)向著高效益、規(guī)模化發(fā)展。
綠電制氫獲得多項示范應(yīng)用
2022年以來，油氣企業(yè)將制氫目光重點聚焦綠電制氫領(lǐng)域，利用可再生能源發(fā)電制氫。
中國石化于2022年9月發(fā)布實施的氫能中長期發(fā)展戰(zhàn)略就提出，在現(xiàn)有煉化、煤化工制氫基礎(chǔ)上，大力發(fā)展可再生電力制氫。
2022年11月，中國石化啟動建設(shè)全球最大光伏綠氫項目——新疆庫車2萬噸/年綠電制氫示范工程，實現(xiàn)了國內(nèi)首次光伏發(fā)電制氫規(guī)模化應(yīng)用突破。旗下中原油田探索風力、光伏發(fā)電電解水制氫項目，項目進入開車準備階段。中國石化自主研發(fā)的兆瓦級質(zhì)子交換膜電解水制氫裝置在燕山石化成功開車，該裝置應(yīng)用綠電進行生產(chǎn)。
對于利用陸上風電、光伏等綠電制氫，華北電力大學氫能技術(shù)創(chuàng)新中心主任劉建國指出，油氣企業(yè)制取的氫氣，可以應(yīng)用于原油加工環(huán)節(jié)，實現(xiàn)深度加氫脫硫，也可用于化工原料制備過程，實現(xiàn)制備過程的加氫反應(yīng)。而今，油氣企業(yè)將制氫方向轉(zhuǎn)移到綠氫項目上，主要基于煉化生產(chǎn)過程更清潔的考量。
對于未來如何大規(guī)模利用陸上可再生能源制氫，劉建國認為，跟化石能源、工業(yè)副產(chǎn)品制氫相比，陸上綠電制氫生產(chǎn)成本更高，未來大規(guī)模應(yīng)用需要攻克技術(shù)難關(guān)以提高其經(jīng)濟性。此外，可再生能源基地多集中在三北地區(qū)，將綠電制成的氫氣運到能源消費集中的東部沿海地區(qū)，需要解決長距離運輸問題。未來可以考慮設(shè)計建設(shè)制加一體站，制成的氫氣經(jīng)過簡單純化加壓后供應(yīng)給氫燃料電池車，可解決長距離輸氫經(jīng)濟性和靈活性問題。
中國海油則將目光聚焦在海上風電制氫領(lǐng)域。中海石油（中國）有限公司與浙江清華長三角研究院就海上風電制氫項目進行合作，重點推動海上風電制氫相關(guān)技術(shù)研究和示范項目落地。
我國對于海上風電制氫尚處于前期摸索階段，當前尚無應(yīng)用成果。由于客觀應(yīng)用場景不同，海上風電制氫相比陸上風電制氫存在一定差異。
劉建國表示，海上風電尚未實現(xiàn)平價上網(wǎng)，海上風電相比陸上風電的發(fā)電成本要高。當前我國依舊重視海上風電制氫研究，是因為海上風電制氫產(chǎn)地與主要用能位置（東部沿海地區(qū)）相近，需要考量的運輸因素相對較少。當前海上風電總裝機規(guī)模還不理想，但是具有發(fā)展?jié)摿Γ磥碛型岣哐b機規(guī)模。
“海上風電制氫還要解決海水腐蝕問題。海上風電塔筒表面做的防護層要比陸上風電塔筒更厚一些，防護層需要經(jīng)受鹽分的腐蝕。”劉建國說。
除海水腐蝕外，制氫水源也是海上風電制氫需要考慮的新問題。東北電力大學電氣工程學院副教授孔令國表示，海上風電制氫獲取淡水資源相對困難，需要將淡水資源從內(nèi)陸運到海上，或?qū)⒑Ｋ^濾、凈化后制氫。國外已實現(xiàn)海水直接制氫，國內(nèi)尚無應(yīng)用案例，未來通過攻克相關(guān)技術(shù)難題也可利用海水直接制氫。
對于如何實現(xiàn)海上風電制氫，劉建國表示：“我國正在探索海上風電制氫模式。例如設(shè)想將制取好的氫氣運到岸上，或是將風電輸送到岸上再制氫。當前還有一種設(shè)想是在海上建立漂浮的化工廠，利用海上風電生產(chǎn)合成氨，然后進一步制氫。未來具體利用哪種模式制氫，取決于制氫技術(shù)的進展和終端市場的需求。”
加氫網(wǎng)絡(luò)布局進程持續(xù)加快
從下游看，完善加氫網(wǎng)絡(luò)是普及氫能應(yīng)用的基礎(chǔ)。當前氫燃料電池車應(yīng)用范圍日趨廣泛，作為氫燃料電池汽車的動力補給站，推動加氫站建設(shè)勢在必行。
2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》，提出支持依法依規(guī)利用現(xiàn)有加油加氣站的場地設(shè)施改擴建加氫站。油氣企業(yè)在多省加緊布局加氫站，在原有站點的基礎(chǔ)上增設(shè)加氫功能。
中國石油在四川的首座加氫站——古城加油加氫站于2022年2月建成完工，在廣東的首座加氫站——佛山羅格加氫站于2022年10月完成首車加注。這兩個項目均為加油加氫合建站。2022年11月，中國石化在云南首座具有加氫功能的站點——麗江環(huán)城東路北綜合加能站首次成功加氫。該站同時具備加油、充電、加氫的能力。
油氣企業(yè)布局加氫網(wǎng)絡(luò)時，一方面推進加氫站建設(shè)，另一方面也在著力建設(shè)加氫母站。后者除開展本站氫氣零售加注業(yè)務(wù)外，還能夠服務(wù)周邊加氫子站，實現(xiàn)氫氣的充裝批發(fā)。
中國石化茂名石化氫燃料電池供氫中心于2022年12月正式投產(chǎn)，該項目一期配備加氫能力3000千克/天的加氫母站。西南地區(qū)首座管道供氫加氫母站——中國石化馬店河加氫站于2022年11月正式投運，該站將當?shù)鼗て髽I(yè)副產(chǎn)氫提純，依靠氫氣管線實現(xiàn)氫氣充裝批發(fā)。
雖然近年來油氣企業(yè)加快加氫站建設(shè)步伐，但全國加氫站建設(shè)運營面臨成本壓力，覆蓋面仍然有限，氫能產(chǎn)業(yè)鏈形成成熟的市場尚需時日。
孔令國表示，加氫站設(shè)備關(guān)鍵零部件依賴進口，導致加氫站建設(shè)成本高昂，需要通過技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新，實現(xiàn)關(guān)鍵零部件和核心技術(shù)的國產(chǎn)化應(yīng)用。推廣建設(shè)能源合建站也是一種手段，利用原加油站、充電站場址進行加氫，解決征地問題的同時降低了成本。同時，可以推廣分布式可再生能源制氫加氫一體站，實現(xiàn)氫氣的自給自足，節(jié)省氫氣中間的運輸成本。該一體站采用固態(tài)儲氫模式，相比液態(tài)、氣態(tài)儲氫安全系數(shù)也更高。
對于未來如何完善加氫網(wǎng)絡(luò)布局，孔令國認為，在我國，氫燃料電池車類型以重卡、物流車、市政車、公交車等專業(yè)車輛為主。以運輸煉化產(chǎn)品的重卡為例，運輸路徑相對固定，可以沿路規(guī)劃設(shè)置加氫站。“‘十四五’時期，建議加氫站依托氫燃料電池車應(yīng)用場景進行定點布局。”
