央广网合肥3月19日消息(记者徐秋韵)内蒙古鄂尔多斯,春风依旧凛冽。在中国化学工程所属东华工程科技股份有限公司(下称“东华公司”)总承包的深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目现场,白色的风机在蓝天下缓缓旋转,厂房内48台1000Nm3/h电解槽整齐排列,等待将草原的风,转化为另一种形态的清洁能量。

再生绿氢能源(内蒙古)有限公司年产80万吨风光氢氨一体化项目一期一阶段工程绿氨工程签约(央广网发 张清华摄)

数百公里外的“风电之都”乌兰察布,捷报再传。3月5日,再生绿氢能源(内蒙古)有限公司年产80万吨风光氢氨一体化项目一期绿氨项目一阶段工程EPC总承包项目在合肥签约。这一落户乌兰察布市察哈尔右翼后旗的项目,由东华公司担任EPC总承包,将采用“新能源电解水制绿氢”加“柔性合成氨”技术,建设20万吨级常压电解槽制氢生产绿氨示范装置。

从风光到绿氢绿氨,一端是源源不断的新能源电力,一端是化工装置稳定运行下涌出的“绿色石油”,浓浓绿意将拂过这片广阔的土地。

3月5日,全国两会政府工作报告在部署今年政府工作时提出,“设立国家低碳转型基金,培育氢能、绿色燃料等新增长点。”这也是“绿色燃料”一词被首次写入政府工作报告。

绿色燃料,主要涵盖绿色氢能、绿氨、绿色甲醇、可持续航空燃料(SAF)以及电转液(PtL)燃料。与传统化石能源不同,这些绿色燃料具有低碳、可持续的特征,并且能直接应用于重工业、远洋航运、长途重载运输等难以电气化的领域。在国家“双碳”目标的引领下,东华公司正以“新能源与化工耦合”的创新实践,聚焦风光氢氨醇一体化综合服务,为减碳行动贡献“绿色方案”。

技术攻关,让“风光”变“绿能”

走进深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目现场,风光制氢装置已建设完成,风力转化而成的电力将在此就地消纳,转化为另一种绿色能源——氢能及氨。

深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目(央广网发 周逸乔摄)

记者了解到,该项目是将不稳定的绿色电力,通过电解水制成绿氢,再合成绿氨,它们能为化工、钢铁、交通等传统模式下难以减排的行业,提供切实可行的深度脱碳方案。可以说,绿氢是化工行业深度脱碳的关键。

从国家战略层面看,中国明确提出“双碳”目标,构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系至关重要。绿色氢能正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一,成为构建新型能源体系和新型电力系统的重要组成部分。随着技术的成熟,绿氢的衍生物绿氨作为一种清洁能源也前景广阔,可适配工业、航运燃料需求,行业数据显示,预计到2035年,绿氨需求有望突破1亿吨。

风光如何转化成氢和氨?东华公司绿色能化行业技术带头人崔传生告诉记者,风光产生的绿电直供至化工园区,通过电解水制取绿氢,之后,绿氢与空气中分离的氮气相结合,通过化工工艺合成绿氨。原理听起来并不复杂,但实现起来却并不容易。

“新能源波动性与化工生产连续性的矛盾,是行业共性难题。”崔传生坦言,新能源与化工技术耦合的壁垒仍然存在。“我们以自主创新技术破解‘源—荷’耦合难题,为行业提供了可推广的解决方案。”以深能鄂托克旗项目为例,该项目采用大规模电解水制氢与储氢群控技术,实现“荷随源动”“源荷互动”。在新能源电力高发时期,结合风电出力预测数据,将部分氢气存储到氢气球罐中;当新能源电力低发时期,利用氢气压缩机将氢气球罐中的氢气加压送入合成氨系统,从而确保合成氨生产的连续进行。

在刚刚签约的再生绿氢能源(内蒙古)有限公司年产80万吨风光氢氨一体化项目一期一阶段工程绿氨工程中,东华公司根据项目特点和应用场景,选择了另一条技术路径——常压电解槽配气柜。“加压电解槽配球罐,适用于大规模、长时间储能;而再生绿氢项目采用常压电解槽配气柜,在安全性、设备成本和下游操作便利性上具有独特优势。”东华公司氨、甲醇及下游行业技术带头人李全伟告诉记者,常压电解槽结构相对简单,便于进行现场检修维护,常压操作避免了高压带来的泄漏、爆燃风险,安全管控更易实现,技术成熟度更高。

如今,东华公司在大型电解水制氢系统的工艺路线选择及群控策略、绿氢与传统化工装置系统集成及耦合控制、适应风光发电波动性的柔性生产控制技术等方面均有深入研究,“一种合成氨系统及其负荷动态控制方法和装置”“一种适应动态合成绿氨的余热制冷系统”等核心技术获发明专利,处于国际领先地位。

此外,东华公司还自主开发了绿色能化分析计算软件——风光电氢氨醇智能仿真系统。该系统搭载仿真模型和智能化算法,可即时完成绿氢、绿氨、绿醇项目的全流程规模仿真分析,实现投资和技术经济指标的快速测算。其中,绿氨、绿醇分析计算软件已获得了国家版权局颁发的软件著作权登记证书。

生态可持续,让“绿色”变“红利”

绿色氢氨一体化项目前景广阔,投资规模也不小。据了解,深能鄂托克旗风光制氢一体化合成绿氨项目,涵盖了500兆瓦风力发电场、5兆瓦离网光伏电站、年产2万吨绿氢电解水制氢站及年产15万吨绿色合成氨装置等。

“很多人觉得绿氨贵,但在风光资源富集区,情况正在发生变化。”东华公司营销总监、绿色能化中心负责人闫梦辉给记者算了一笔账:在内蒙古等风力资源优越地区,目前绿氨的成本可以做到约2500元/吨。近8年合成氨市场均价在3200元/吨左右。“绿氨成本已接近当前灰氨市场均价的下限,未来如果叠加政策补贴,具备经济可行性,市场前景广阔。”

同时,闫梦辉认为,绿氨的反应路径单纯,单体技术成熟,原料易得。“下游应用广泛,化肥、化工、储能、燃料都可以用。”

从生态效益看,绿色价值同样可观。

以深能鄂托克旗项目为例,在传统的煤制合成氨路线中,每生产1吨合成氨,二氧化碳排放约4.2吨。而该项目以新能源绿电制取绿氢,再合成绿氨,整个生产过程零碳排放。

按火电厂平均发电煤耗305克标准煤计算,项目每年节约46.7万吨标准煤,按煤制氢能耗6.54吨标煤/吨氢计算,项目每年节约13.46万吨标准煤。

这是能源结构的深层调整,也是对煤炭资源的实质性节约,更是东华公司对践行“双碳”目标的扎实行动。

辽宁华电调兵山风电制氢耦合绿色甲醇一体化项目(央广网发 东华公司供图)

担当追“风”逐“日”新作为。从内蒙古乌拉特中旗100兆瓦槽式光热发电项目,到连云港赣榆年产18万吨绿色甲醇项目,再到辽宁华电调兵山风电制氢耦合绿色甲醇一体化项目……东华公司在风光氢储氨醇一体化综合服务方面引领行业发展,已累计完成70余项绿色能化领域可行性研究、设计与总承包项目。同时,公司参与了三十余项国家及行业相关标准的编制工作。未来,东华公司也将持续深化绿色能源化工领域的技术攻关。

“绿色燃料不仅是能源转型的方向,更是重塑未来工业生态的基石。东华公司将继续勇担‘双碳’使命,不断突破新能源与化工耦合的核心技术瓶颈,推动绿色燃料从示范走向产业化,从成本高地走向价值高地,为构建清洁美丽世界贡献东华智慧和力量。”中国化学工程东华公司党委书记、董事长李立新说

编辑:刘畅司晨
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