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“双碳”目标下,一个传统能源化工基地如何发展?这是宁夏宁东能源化工基地这个亿吨级大型煤炭生产基地正在探寻的问题。2022年9月21日，首批氢能车示范城市群及氢能汽车高质量发展座谈会在宁东举行，围绕宁东的新能源绿氢发展之路，与会代表深入探讨，建言献策。
一、大力发展绿色氢能
“‘双碳’目标下,宁东面临很大的减排任务,我们目前锁定的方向是大力发展绿色氢能,尤其是氢燃料电池汽车,希望能够通过推动氢能这种清洁能源的绿色发展,进一步降低宁东的二氧化碳排放。”正如宁东基地党工委委员、管委会副主任肖继军所言,作为一个煤化工产业工业增加值占全部工业比重超过50%的传统能源化工基地,宁东面临着不小的减排任务。探寻煤炭之外的“第二燃料”、“第二原料”,努力开辟新的安全、绿色、发展、创新之路是宁东的当务之急,而发展绿色氢能是一条不错的路径。
大力发展氢能,宁东具有得天独厚的优势。氢气是宁东煤化工产业重要的基础材料,截至目前,宁东基地已形成氢气产能247万吨,占全国产氢量7.5%。宁东基地制氢具有规模大、技术成熟、运行稳定、价格便宜等优势。
但同时,煤制氢煤炭消费量高、碳排放量大。发展“绿氢”,成为现实的迫切需求。宁东新能源产业发展有限公司副总经理、宁东管委会氢能产业发展中心负责人赵瑞提出,富有丰富的煤矿产资源和能源化工基础是宁东发展氢能的优势,但煤制氢产生的大量碳排放,让宁东面临严峻的减排任务。寻求能源化工的绿色发展是宁东未来发展的重要任务。
位于西北腹地、北接鄂尔多斯大草原的宁东地区,光照充足、土地资源条件较好,这里的荒漠戈壁为发展光伏产业提供了天然的自然条件,而有了“光电”,氢能发展也就有了绿色发展的生命力。
《宁夏回族自治区九大重点产业高质量发展实施方案》明确提出,氢能是宁夏清洁能源产业发展的重点工作之一,并要求由宁东基地牵头,稳步推进氢能产业发展。宁东将按照“一主线+N特色”的路线大力发展氢能。其中,“一主线”为绿氢耦合煤化工,坚定不移推进绿氢逐步替代煤制氢,实现煤化工产业降耗减碳。计划到2025年,宁东基地绿氢产能达到8万吨,到2030年达到30万吨以上,煤化工项目绿氢替代煤制氢比例确保达到13%以上,降低煤炭消费360万吨标煤,减排二氧化碳900万吨;“N特色”为构建适合宁东园区特点的几个应用场景,如开展天然气掺氢、氢能交通、涉氢装备制造、液氢储运等应用示范,多角度、多场景构建绿氢全产业链,打造新的经济增长点。
目前,宁东正在大力推进氢能项目建设,其中,在建的可再生能源制绿氢项目3个,2021年年底已形成绿氢产能7700吨,2022年拟开工新建绿氢制备和应用项目4个,绿氢产能将达到3.6万吨。
二、加入示范群，推进氢燃料电池汽车示范运营
在大力推动传统氢能绿色发展的基础上,探寻更多应用场景是宁东未来氢能经济发展的生命力。结合自身在氢能资源方面的优势,宁东成功加入上海和郑州氢燃料电池汽车示范城市群,成为我国唯一获得示范资格的化工园区。按照示范城市群任务分解要求,宁东能源化工基地将完成清洁低碳氢应用示范和500辆氢能重卡示范推广任务。
肖继军介绍,宁东地区的重卡保有量达到6000-7000辆,对氢燃料电池汽车的需求潜力很大,这也是支撑宁东大力推广氢燃料电池汽车的基础。飞驰汽车科技(宁夏)有限公司相关负责人就表示,正是看到了宁东地区丰富的氢能资源和对氢燃料电池汽车的市场需求,飞驰汽车在宁东设立了分公司,组装、销售氢燃料电池汽车,希望能辐射整个西北地区,推广更多氢燃料电池汽车。
按照规划,宁东将整合绿氢供给企业、电力和化工等物流大客户、物流运输企业等相关资源形成闭环,探索“运费撬动、多方联动”的氢能平价之路,努力实现不依靠政府补贴的商业化运营。上海重塑、飞驰汽车等代表企业正在组建氢能重卡商业运营公司,一期计划投放49吨运煤车60辆、在国家能源集团投放运煤车200辆,化工园区低碳物流样板正在加速形成。下一步,宁东将借力城市群创建,同步推广应用公交、市政环卫、叉车、铁路机车等氢能运输工具。
不过,虽然宁东已经加入氢燃料电池汽车示范城市群,在氢燃料电池汽车推广方面也积累了一定基础,但目前,发展氢燃料电池汽车却面临一些障碍。首当其冲的是,受疫情等因素影响,规划中的氢能项目启动和生产设备到位等受到不同程度的影响。目前,宁东规划中的氢能项目,除宝丰能源项目建设符合预期外,其他绿氢项目均存在不同程度迟滞。
此外,要发展绿氢,配套的光伏发电项目推进还面临一些问题。2021年以来,光伏组件价格高企,增加了光伏项目的建设成本,客观上造成了企业对市场的等待和观望,这直接导致一些绿氢生产配套的光伏项目未能按时推进。同时,还面临光伏指标配置和土地审批涉及繁琐的行政审批流程要求。据了解,按照规划,宁东镇只有10万亩的光伏建设用地,这就导致一些光伏项目不能获得审批。而且,光伏发电天然的不可持续性,也让绿氢的生产受到限制。
“现在的氢燃料电池成本太高,一辆同等运力的商用车,价格是普通燃油车的5-6倍之多,即使有国家补贴,车辆购置成本仍是普通燃油车的3-4倍,而且要求车辆运行里程达标之后才能拿到相关补贴,这就导致个体用户购买使用的积极性较低。我们目前仅有不足10辆氢燃料电池汽车在示范运营,要完成今年示范推广130辆的任务,有很大难度。”在宁东新能源产业发展有限公司总经理王波看来,相较于光伏和纯电动汽车早期的示范推广,国家给予氢能(包括氢燃料电池汽车的示范推广)方面的补贴力度较弱,这不利于地方氢能的发展。
同时,加氢站的布局建设方面也存在一些障碍。一方面,关于加氢站的管理、审批,国家一直未能明确权责,建设审批运营过程中哪个机构负责审批、监管一直未能明确,这直接导致地方加氢站项目管理混乱和落地迟滞;另一方面,加氢站的布局建设还存在一些操作层面的问题。
国能宁夏宁东绿氢能源有限公司相关负责人提出,由于加氢站的土地属于商业用地,施工前的审批手续比较繁多,耗时较长,为企业带来不小的行政审批成本。同时,顺应宁东本地煤炭等运输需求,目前,本地加氢站多规划在道路运输结点上,而这些地方水电等配套资源并不完善,“一个加氢站,往往需要企业自己铺设部分管线才能与市场管网连通,这增加了企业的运营建设成本。”
还有,加氢站的建设运营和氢燃料电池汽车的运营存在“先有鸡还是先有蛋”的矛盾。宁夏已经建成我国西北地区首座加氢站,但这座加氢站却很难正常运转起来,因为本地只有不足10辆氢燃料电池汽车,对氢的加注需要没那么高。而且,不能正常运营,对加氢站相关设备会造成一定的损害,也会推高加氢成本。
更为关键的是,燃料电池汽车用氢对氢的纯度要求更高,要求达到99.999%,而一般的工业用氢只需要达到99.9%甚至更低。纯度提升的背后对企业的技术也提出了更高的要求,同时也带来更高的成本。以宁夏宝廷新能源有限公司为例,这家企业已经掌握较先进的制氢技术,但燃料电池用氢的成本仍比工业用氢高0.8-1元/标方左右。在燃料电池汽车加氢量较少,本地工业用氢量不足的基础上,企业自然也会把更多的产能用于工业用氢的生产。
三、呼吁加强顶层设计，探寻市场化商业模式
“在绿氢的实际发展过程中,还需要国家政策的支持,完善相关政策,明确绿氢发展路径。”王波表示,氢能产业的发展还需政策扶持,财政配套专项资金,适度补贴加氢、运输、用氢等环节的成本缺口。肖继军提出,在氢燃料电池汽车的示范推广方面,一些地区在国家补贴的基础上,还给予地方补贴,但对于宁东来说,管委会没有财力拿出大量资金补贴氢燃料电池汽车的大规模示范推广。因此,宁东推广氢燃料电池汽车需要国家财政、自治区等各级财政等方面支持的同时,还需要企业积极寻求商业模式的探索和技术的提升,降低车辆的一次购买成本。
光伏项目建设和加氢站发展,不仅需要相关政策的进一步完善,还需要各管理部门协同推进。针对加氢站规划建设监管,王波提出,希望有关部门尽快明确监管责权,建议参照城市燃气管理办法,明确由住建部门承担加氢站行政主管职能并尽快出台加氢站审批流程和安全监管办法。
宁夏宝廷新能源有限公司相关负责人还提出,目前,在宁夏地区,绿氢项目的注册难度比较大,希望政府能建立顺畅的注册管理机制,畅通氢能的储运。国电投铝电宁夏氢能应用有限公司相关负责人表示,由于光伏项目用地比较紧张,国电投在宁东的绿氢项目未能按照预期达产,希望能得到政府管理部门的支持,帮助企业提供光伏发电量。国能宁夏宁东绿氢能源有限公司相关负责人则提出,希望有关管理部门能尽快明确加氢站管理权责、简化审批流程和时间,推进企业加氢站项目的尽快推进。
由于光伏发电时间受到自然条件限制,即使给予企业理论上足够量的光伏装机,绿氢生产企业也很难实现连续生产,这造成了电解槽产能的浪费,增加了企业生产成本。而煤化工项目要求必须实现连续生产才有实际意义,所以绿氢耦合煤化工必须解决连续生产的问题。
理想的解决方案是建立制氢光伏与主电网间的调峰机制,白天光伏满发时将多余电量送至主网消纳,晚上光伏不能发电时再通过主网将绿电取回(电量置换)。未来,绿电制氢需要大规模调峰时对主网的冲击较大,预计宁东地区电网现状很难支撑规模化制氢的调峰需求。目前的当务之急是从政策层面先把调峰机制建立起来,这需要宁夏自治区乃至国家有关部门给予协调支持和规划设计。
中广核新能源宁东有限公司是中国广核集团在宁东能源化工基地成立的全资公司,主要从事风电、太阳能、氢能、光热、清洁供暖等清洁能源项目开发、建设及运营。目前,该公司正在宁东能源化工基地推进光伏制氢及综合利用项目,采用光伏发电+碱性电解水制氢技术路线,制氢规模为2400标立方/小时,年制绿氢量可达到1100吨,计划2022年11月开工建设,2023年6月建成投产。
在中广核新能源西北分公司总经理马虎林看来,当前光伏发电制氢尚处于探索阶段,需要政策给予更多支持,加快相关项目的落地建设,引导企业探索更多商业模式,寻求到绿氢的市场化发展路径。
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