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吉林,正打造“北方氢谷”
吉林,正打造“北方氢谷”。
近些年,“风光”资源富集的吉林省,积极进行产业转型升级、优化能源结构。吉林西部,处于大兴安岭和长白山脉之间西南气流通道上,地势平坦开阔,是我国东北地区风力资源最为富集的地区之一。发展新能源,吉林有着得天独厚的优势,截至2024年底,风光新能源装机达到2156万千瓦,同比增长24.77%;新能源装机占比提升至45.71%,超越煤电成为省内第一大装机规模电源,位列全国第八位。
然而,吉林的用电负荷增长不匹配新能源电力生产能力,探索就地转化为绿氢、绿氨、绿色甲醇等清洁能源,成为消纳富余电能的路径。
21世纪初,绿氢技术逐渐成熟,但高昂的成本限制了其商业化应用的发展。随着技术的不断进步和成本的降低,绿氢行业逐渐崭露头角。绿氢,是指采用太阳能、风能、核能等可再生清洁能源途径生产的氢气,其典型制备过程是通过可再生能源发电驱动电解水反应生成氢气。由于在这一过程中碳排放几乎可以忽略不计,从而赋予了这种氢气“零碳”或“无碳”的特性。
从2018年4月起,吉林省白城市谋划利用可再生能源制氢,发展氢能产业,打造“中国北方氢谷”。吉林省委省政府对此高度重视,2019年,省级层面开始谋划探索氢能产业,打造“中国北方氢谷”上升为省级战略。
2022年,吉林省人民政府发布《“氢动吉林”中长期发展规划(2021-2035年)》,提出将发展氢能作为推动产业转型升级、促进能源结构调整的重要引擎,贯通氢能产业链条,构建新型产业生态,抢占绿色氢能产业发展新赛道制高点,打造“中国北方氢谷”。近两年的时间里,《支持氢能产业发展的若干政策措施(试行)》等氢能产业发展举措陆续发布,为氢能产业发展提供了政策保障和支持。在此背景下,近几年,吉林省风光制绿色氢氨醇一体化系列项目破土动工。
吉林开启了新能源产业发展的“氢能时代”。
“绿氢”规模化应用基地
前期技术实验,也需工程化验证。
位于白城大安的吉电风光绿氢合成氨一体化示范项目就可以理解为,在进行PEM的工程化验证。
白城地处松嫩平原西部,土地广袤平坦,历史上形成的大片盐碱地、荒地和未利用地为新能源规模化开发提供了足够的用地资源。
三一重能单机15兆瓦、叶轮直径270米风电机组在白城通榆成功吊装,一举刷新已吊装陆上机组最大单机容量和最大叶轮直径两项全球纪录。
现阶段氢能的发展仍面临储运技术等关键性挑战。氨是现代工业及农业化肥的重要化工原料,也可以作为燃料,同时也是天然的储氢介质。此外,氨也具备能量密度高、易液化储运、安全性高等优势。因此,以氨作为氢能载体的研究成为热点,氢氨互补的绿色能源产业也正在加速布局。
在白城大安,预算投资近60亿元的合成氨项目正在建设中,投产后预计年制绿氢可达3.2万吨、年制绿氨达18万吨、年减碳排放约65万吨、节约标煤23万吨。
氢气的生成和反应干净,反应后只有水,压缩后燃烧能量热值高,因此大家会聚焦在氢能上做文章。氢能大家肉眼可见知道是好东西,如何用好,还在探索,寻找最优解法。
绿氢的经济性与电解水制氢成本及消纳储运成本等密切相关。目前由于前期投资成本大和氢脆等技术难点的原因,国内在役纯氢管道总里程低。氢气的储存需要高压,且目前经济运输半径小,为更好发挥氢能特性,项目大多探索就地制取绿氨和绿色甲醇进行消纳。因此中韩示范区制氢加氢一体化站做完科研之后,大安项目就在酝酿之中。与传统化石能源方式相比,绿氨在工艺上,空分制氮、合成环节相差不大,区别在于氢的来源。
示范项目的背后,离不开政府和各主要相关部门的支持,而自然条件也是不可或缺的。需要有C级及以上的化工园区;因为成本的约束,化工园区附近需要好的风光资源、水资源;交通相对便利。
如果做甲醇,考虑碳的来源还需要具备生物质资源,绿色认证下生物质资源以秸秆为主。
除了新能源消纳的现实需求,央国企纷纷布局的背后,也是市场的潜力驱动。
氢能的发展较早,一直以来都是世界各国清洁能源战略发展的重中之重。如今,全球航运业面临紧迫的脱碳压力,马士基和中远海运等船企在建造天然气和绿色甲醇的双燃料动力船舶,打造新能源动力船队。而氨气,本身就是重要的氮素肥料,同时氨作为重要的无机化工或有机化工的基础原料,广泛用于生产“工业氨”。随着氨气能源属性的开发,伴随着绿色合成氨技术以及各类氨燃料技术的发展和成熟,氨能的应用场景也将不断拓展丰富。
上下游
吉林省也积极探索氢能在交通等领域的应用。除已有的氢能公交、一汽产出的氢能卡车之外,去年3月,由中车长客股份公司自主研制的全国首列氢能源市域列车在长春顺利完成运行试验。
近五年,储氢气瓶、电解槽等上下游的服务厂商或相关技术研究机构,雨后春笋一般涌现。
挑战
“北方氢谷”氢能发展态势良好,然而当前,依然面临不少挑战。
董武认为,绿色产品的绿色价值如果体现不出来,和化石能源产品去拼市场的话,拼不赢。比如,与灰氨相比,绿氨的成本更高。而现在欧美及中国对绿氢绿氨等的认证还没有全球认可的标准规范。“如果能把绿色认证的绿色价值完全体现出来,项目将会井喷式地发展。但现在还做不到。”
他建议,一方面绿色价值要有所体现,另一方面也需要国家政策方面的支持。比如政策在一些应用场景的区别,绿氨和灰氨,购买的时候要有比较明确的机制把这两者区分出来。对于冶金等高耗能高排碳的企业,每年要用的绿色能源进行明确的规定,比如规定一年必须降多少碳、含多少绿色燃料才能生产。“但实质上现在比较难,企业还面临现实的生存挑战。”
此外,法律法规及相应基础设施还需要进一步完善。“如果兼顾安全与发展,可以作为燃料管理,但目前国家没有明确的实施方案。”
而从氢能在交通等领域的应用来看,推广不及预期。
安全性方面,中韩示范区制氢加氢一体化站的氢能车已安全运营2年。“监控安全系统甚至比燃油车更好些。放了探测氢气泄漏压力的传感报警及自动灭火装置。敏感值设置得非常保守。”从推广看,目前还未大规模打开,还是以示范为主。
“氢能车用的人少,生产成本就高,如果不能大面积打开,可能会形成不良的循环。”董武说。
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