今年以來(lái),中國(guó)石油明顯加快了發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的步伐。從規(guī)模來(lái)看,中國(guó)石油就有兩個(gè)萬(wàn)噸級(jí)的綠氫項(xiàng)目浮出水面:一個(gè)是青海青海油田100萬(wàn)千瓦風(fēng)光氣氫項(xiàng)目的配套儲(chǔ)能項(xiàng)目;另一個(gè)是吐哈油田參與的70萬(wàn)千瓦光伏制氫項(xiàng)目。近日,中國(guó)石油吐哈油田提出將在米東地區(qū)建設(shè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)供電70萬(wàn)千瓦光伏制氫項(xiàng)目。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)每年可以生產(chǎn)2萬(wàn)噸綠氫。在國(guó)內(nèi),新能源制綠氫的項(xiàng)目已經(jīng)有很多,除了三桶油,還有大型央國(guó)企、民營(yíng)企業(yè)都在布局,但是中國(guó)石油吐哈油田這個(gè)制氫項(xiàng)目的背后卻另有乾坤。
01 再添大型綠氫項(xiàng)目
據(jù)了解,吐哈油田已經(jīng)與烏魯木齊米東區(qū)簽訂了合作。協(xié)議規(guī)定吐哈油田將在米東區(qū)建設(shè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)供電70萬(wàn)千瓦光伏制氫項(xiàng)目。項(xiàng)目包括建設(shè)70萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電及附屬設(shè)施,所發(fā)綠電輸送到烏魯木齊石化分公司。然后,烏魯木齊分公司再用配套建設(shè)的2萬(wàn)噸/年制氫裝置制取綠氫。項(xiàng)目制取的綠氫將被用于烏魯木齊石化公司煉化過(guò)程。在這里,綠氫會(huì)被用作原料,代替天然氣制取的灰氫。通過(guò)這種方式,烏魯木齊石化公司每年可以節(jié)省天然氣1億立方米。在這之前,烏魯木齊石化公司煉化過(guò)程中氫氣缺口一度成為制約其生產(chǎn)的重要因素?,F(xiàn)在,通過(guò)綠電制取綠氫供應(yīng)氫氣缺口,不僅可以幫助烏魯木齊石化公司更好地完成生產(chǎn),還可以提升油品質(zhì)量和節(jié)省天然氣資源。可謂是,一舉多得。在石化企業(yè)煉油過(guò)程中,用綠氫替代灰氫,中國(guó)石油還不是那個(gè)吃螃蟹的人。在這之前,中國(guó)石化就已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了綠氫替代灰氫的先河。2023年8月,中國(guó)石化在新疆庫(kù)車的綠氫示范項(xiàng)目順利產(chǎn)出了綠氫。該項(xiàng)目每年也是產(chǎn)出2萬(wàn)噸綠氫,并供應(yīng)中國(guó)石化塔河煉化公司。與烏魯木齊相似,塔河煉化在煉油加工過(guò)程中也是一直使用天然氣制取的氫氣。有了綠氫之后,塔河煉化也成功實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫的耦合。這也被認(rèn)為是國(guó)內(nèi)綠氫工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的一次突破?,F(xiàn)在,中國(guó)石油也加入了這一隊(duì)列。這也意味著綠氫煉化的市場(chǎng)正在打開(kāi)。
02 煉油需要?dú)錃?/strong>
我們都知道像汽油、柴油、煤油這些燃料油絕大部分是由原油煉制的。不同來(lái)源的原油從成分上有很大的不同,有的原油含硫比較多,有的原油含氮比較多,有的原油更粘稠。事實(shí)上,全球剩余的石油資源中高酸、高硫、重質(zhì)油比例也越來(lái)越多,現(xiàn)在已經(jīng)高達(dá)70%。這些含雜質(zhì)的原油生產(chǎn)出來(lái)油品通常也含有雜質(zhì)。這樣的油品在經(jīng)過(guò)燃燒之后,就會(huì)產(chǎn)生很多污染大氣的氣體。為了保護(hù)大氣環(huán)境,就必須讓汽油、柴油這些油品更加潔凈,雜質(zhì)更少。這其實(shí)也與我國(guó)一再提升成品油質(zhì)量的要求是相符的。但是,要怎么做才能在煉油的過(guò)程中去掉這些雜質(zhì)呢?這個(gè)時(shí)候氫就大有用途了。在一定的溫度和壓力、有催化劑和氫氣存在的條件下,油品中的各類非烴化合物會(huì)發(fā)生氫解反應(yīng),硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨,進(jìn)而從油品中脫除。這其實(shí)就是煉油過(guò)程中的加氫裂化。這樣不僅能夠達(dá)到精制油品的目的,還能改善油品的使用性能,比如經(jīng)過(guò)加氫之后,柴油的燃燒效率能得到顯著的提升。加氫處理的這一特點(diǎn)還能支撐劣質(zhì)重油的高效高值應(yīng)用。因此,每年都有大量氫氣用在煉油化工行業(yè)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子可能更直觀,新疆的克拉瑪依和獨(dú)山子石化公司兩個(gè)公司全年耗氫就在10萬(wàn)噸以上,而且這其中有50%左右都是由天然氣制取的。這還僅是克拉瑪依和獨(dú)山子石化公司一年的用氫量。放眼看,我國(guó)還有很多大型的煉油和化工公司,這些煉油公司的耗氫量還要多很多。
03 進(jìn)入增長(zhǎng)通道
近年來(lái),隨著國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略實(shí)施,油品清潔化、輕質(zhì)化已成為一種趨勢(shì)。作為提升汽煤柴等油品質(zhì)量的關(guān)鍵因素,氫氣在煉油過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。然而,我國(guó)每年生產(chǎn)的氫氣很多都是由化石能源制取的。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)氫氣產(chǎn)量為3781萬(wàn)噸。其中,62%的制氫量來(lái)自于煤或焦炭生產(chǎn),工業(yè)副產(chǎn)氫占比約為19%,天然氣制氫占比18.1%,電解水制氫占比僅0.9%。也就是說(shuō),我國(guó)在2022年用天然氣制取了約684.4萬(wàn)噸氫氣。理論狀態(tài)下,1立方米天然氣可以制取4立方米氫氣。如果按這個(gè)方式計(jì)算,要制取684.4萬(wàn)噸氫氣需要消耗超過(guò)190億立方米的天然氣。我們都知道,我國(guó)的天然氣資源并不富裕,每年還要用這么多的天然氣用來(lái)制氫氣,確實(shí)有點(diǎn)“奢侈”了?,F(xiàn)實(shí)是,我國(guó)每年生產(chǎn)的氫氣里邊就有八成是用于石油煉化、合成氨、合成甲醇、現(xiàn)代煤化工等化工領(lǐng)域。而且,我國(guó)近幾年的煉油能力總體處于增長(zhǎng)的狀態(tài),2023年已經(jīng)達(dá)9億噸以上。為了煉好這9億噸油每年就需要大量的氫氣。此外,利用灰氫煉油也不利于推動(dòng)石化企業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。通過(guò)煤炭、天然氣等化石原料制取每公斤氫氣的碳排放強(qiáng)度約為10—20公斤。而通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電電解水制取的綠氫,在生產(chǎn)過(guò)程中基本不產(chǎn)生溫室氣體。不管是從能源消耗的角度,還是從綠色低碳轉(zhuǎn)型的角度,綠氫都是比灰氫更好的方案。在行業(yè)中,綠氫煉化也被認(rèn)為是石油化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型的重要路徑。而且,也有觀點(diǎn)認(rèn)為從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看綠氫會(huì)在煉油化工領(lǐng)域取代灰氫成為主流??偠灾?,綠氫在煉油行業(yè)還有很大的發(fā)展空間。