文 | 海霞 编辑 | 国际能源网/氢能汇
在走向“碳中和”的背景下,氢能被业界视为终极清洁能源,各大企业纷纷走马上阵,目前开展氢能相关业务或布局的中央企业已有26家。中国石化,是其中的先行者,也是目前挺进氢能领域“野心”最大的。
2019年7月1日,中国石化宣布,国内首座油氢合建站——中国石化佛山樟坑油氢合建站正式建成。这是中国石化开始布局氢能的起点。
中国石化董事长 张玉卓
2021年4月13日,中国石化董事长张玉卓表示,中国石化将把氢能作为公司新能源业务的主要方向,打造“中国第一大氢能公司”。
一年多时间,中国石化做了怎样的准备使它如此有底气?“中国石化式”氢能版图又是怎样一番壮丽恢宏的景象?
目前,全世界只有500多座加氢站,中国正在运行的加氢站有100多座,其中中国石化加氢站有10座在运行。“十四五”期间,中国石化提出要在五年内建加氢站1000座,要知道根据数据统计显示,每座加氢站建设成本约2000万元/座,远高于加油站和充电站的建设支出。1000座加氢站建好,保守估计需要投入200亿支出。如此巨额投资,目前看尚未有较好的盈利,根据机构测算,这样巨额投资想要收回成本,氢气入场价和销售价差需要接近20元/公斤。对于其他企业来说,实力上不允许,但换成中国石化或许就是个例外。4月17日,张玉卓在央视《对话》栏目中表示,中国石化是有充足的信心的:“首先,中国石化现在的制氢规模是国内最大的,一年的氢气产量是350万吨,占全国14%,但都是作为原料进行化工生产。另一方面,中国石化在氢的运输、储存、加注、使用等环节,都有坚实的基础。比如,在氢气运输方面,已经有3条运输管线运行多年。对于氢气运输的规律、成本和安全都有比较好的把握。”4月21日,中国石化党组成员、副总经理凌逸群在“十四五”氢能产业发展论坛上将“打造中国第一氢能公司”的总体目标加以量化:到2025年,致力于实现四大发展目标:“干站加氢引领”——建成全国最大加氢站网络,规划布局油氢合建站、加氢站1000座;“百万绿氢示范”——力争建成50万吨/年非化石能源制氢能力,五年累计绿氢产量超过百万吨;“双轮驱动创第一”——结合氢制造、氢储运、氢应用优势,在氢能交通和绿氢炼化两个领域发力;“替代减碳超千万吨”——绿氢年减排CO2规模1000万吨以上。氢气从制取、储存到运输、应用,与传统油气业务的模式高度契合,这使得油企进军氢能领域,具备其他企业难以比拟的优势。中国石化已经在加氢站、制氢技术、氢燃料电池、储氢材料等多个领域开展了工作,目前,已经打通了氢气制备提纯、储存运输、终端加注全产业链,走在国内同行前例。张玉卓表示:“我们的目标是对氢能全产业链进行系统布局。最重要的是,让大家加氢像加油一样方便。”为了这一目标,中国石油从技术、储运、加氢站三方面强化了企业的氢能优势。化工产业和氢气生产有不可分割的关系。中石化是国内最大的氢气生产企业,氢气来源主要是副产氢气。
目前,国内主要有水电解制氢、化石能源制氢及工业副产氢气三种制氢方式。其中,副产氢气具有成本低、资源丰富等优势,但副产氢气纯度较低、成分复杂。2020年9月,拥有中国石化自主知识产权的首套高纯氢气生产示范装置在高桥石化成功投产。该装置以低成本的炼油装置副产氢气为原料,生产燃料电池车用高品质氢气,国内首次将炼厂副产氢气提纯至99.999%,远高于99.97%的燃料电池车用氢气国家标准。但这种提纯副产氢气只是中国石化的过渡阶段,绿氢生产是氢气制取的最终目标,张玉卓表示;未来绿氢会成为主场面。“公司在快速发展蓝氢(工业副产氢)的同时,还积极布局绿氢(可再生能源制氢),打造绿色洁净、转型发展的重要增长极。”凌逸群这样解释中国石化的科技材料支撑:“十四五”期间我们要着力构建核心技术及标准体系,目前全世界的标准大概260项,现在我们国家的标准是101项,如果把重复去掉98项,所以标准上面我们有很多工作需要做。积极开展制氢、储氢技术,支撑整个产业高质量发展、规模化发展。”除了让加氢像加油一样方便,还需要提供像加油一样能让人接受的价格。降低氢气成本和提升绿氢产量成为发展氢能企业最重要的任务。要实现充足的新能源制氢,中国石化选择了和光伏巨头的合作路径。4月13日,在隆基股份刚刚官宣进入大举进入氢能领域之后不久,中国石化与隆基股份在中国石化总部签署了战略合作协议。协议中表明,通过全方位协同,在分布式光伏、光伏+绿氢、化工材料等多领域形成深度合作关系,共同开拓清洁能源应用市场。此前双方已进行了多次交流与合作模式探讨,建立了深厚的信任关系。在4月17日,隆基股份总裁李振国也在央视《对话》中表达了“氢能和光伏结合的美好前景”:“很多工厂就在光伏资源丰富的地区。在它旁边建一个比较大的光伏电站,并且通过间歇式制氢,只保留一两天的储存能力,就可以实现连续性供应化工厂。如果以这种形式来算氢的成本,完全就可以做到十几块钱一公斤的水平。”目前绿氢制取均价在三十多元一公斤。如果价格能降到一半,无论对于中国石化还是隆基股份来说,这个市场都足够有吸引力。4月21日,凌逸群表示,中国石化最近的一个项目显示,“电价2毛多一些,氢气的成本就能做到20多块钱,所以还是有竞争力的,如果电价可以做到1毛钱,光伏制氢就非常有吸引力。”“技术进步推动绿色制备规模化,特别是电氢一体化正成为石油公司发展绿氢的重要抓手,尤其是大型的风电、光伏发电项目与工业规模电解水制氢,协同开发将有效加快科技进步的步伐,行业企业将联合攻克绿氢产业发展的关键瓶颈。”凌逸群说。中国石化已在新疆、内蒙古、山东等多地布局风电光伏制氢项目,因地制宜创新采用并网不上网等技术模式,探索反应堆最佳效率控制系统,打造绿氢示范项目。中国石化在发展氢能方面最大的天然优势在于运氢。氢能成本的大头儿在运输,中石化选择管道运输,可以说具备非常好的先天优势。因为氢气本身所具有的特殊性能,气氢运输风险高,液氢运输成本高。氢气通过天然气管道成为一条便捷省成本的运输方式。地下的天然气管网四通八达,可以规模化运输氢,成为中国石化一大优势。除此之外,中国石化还建成了42公里“巴陵-长岭”氢气管道,平稳运营6年。另外已经建成济源到洛阳,金陵到扬子氢气管线。除了管道资源优势之外,中国石化也有“地利”优势。加氢站由于投入成本高、建设周期长、审批流程复杂等原因,独立建设存在较大困难。加油站改建为“油气氢站”,成为加氢站最好的发展路径。目前中国石化在全国拥有3万多座加油站。这三万多座加油站成为“油气氢电”改造的基础。目前中国石化已经累计建成加氢站13座,现在运营投资10座,总投资达到2亿元。2020年全年的加氢站全年加氢量达到285吨。2020年11月,广东石油出台《加氢站、油氢合建站建设标准》,这是石化系统内首个氢站建设企业标准,涵盖选址规划、工艺路线等16项标准,为加快氢站网点建设提供管理规范和技术支撑。张玉卓表示:“中国石化现有的加油站可以变成油氢混合站,既不需要重新征地,也不需要重新建其他的一些设施。同时,我们的加氢站也不需要重新配备一套员工,现有的加油站员工顺便把加氢工作做了,对我们来讲增加了一个边际成本,所以这个成本是最低的。”凌轶群表示:“我们计划打通制氢、储蓄、加注三大环节,积极建设供氢中心,以京津冀、长三角、珠三角为重点,超前布局一千座加氢站。”只提供终端设施,在中国石化看来还远远不够。中国石化要做的,是整条产业链资源的全方位布局。张玉卓表示:“氢从产业上来讲,包括制氢、输氢、加氢、用氢4个环节。中国石化既是氢的生产大户,也是氢的使用大户。今天不管是我们的原材料生产,还是我们能源的分配,都需要氢的导入。这样的话,氢能产业链中氢的生产、分配和使用都包括了。我们的合作远大于竞争。”在“合作远大于竞争”精神指导下,中国石化还和很多氢能产业链相关企业加强了合作。去年年中,燕山石化与北汽集团签订战略合作框架协议。框架协议约定,燕山石化作为氢能战略能源供应商,将同北汽集团加强合作,共同推动氢燃料电池汽车研发推广和车用氢气燃料的生产供应。今年1月7日,中石化邀请协鑫集团、天合光能、隆基集团、中环电子等四家新能源企业,召开新能源产业发展视频对话会。在这次对话会上,中石化表示,将充分发挥其在氢能产业链上的优势,与四家新能源企业合作建设大型集中式光伏发电、制氢、运氢、加氢设施。中石化称,将发挥其在化工材料方面的技术研发优势,与四家新能源企业加大电池材料方面的技术攻关力度,大幅度提高太阳能电池效率及寿命,全力降低光伏组件生产成本。中石化还表示,将利用内部电网消纳优势,与上述四家企业合作推进光伏、氢能等新能源项目在中石化的落地,降低用能成本。除了这几家企业,中国石化还相继与亿华通、上海重塑等签署协议,推动氢能领域的技术研发及加氢站等基础设施建设。除了国内企业,中国石化也和国外企业开通了合作列车。2019年11月6日,中国石化和法国液化空气集团签署合作备忘录。中国石化成立氢能公司,从事氢能技术研发及基础设施网络建设,并引入法液空作为战略投资者,法国液空将发挥其在氢气制、储、运、加全产业链的经验,为中国发展氢能和燃料电池提供有竞争力的氢气供应方案。2020年10月,中国石化资本、恩泽基金和康明斯签署合作意向书,各方将利用自身优势,共同促进电解水制氢技术的开发及推广。康明斯在绿氢领域拥有丰厚的技术及经验积累,将为双方合作提供技术支持。今年3月15日,松下与中国石化共建的冬奥合作示范店在中国石化北京黄村加油站正式开业,双方借助冬奥平台加强了企业合作,共同探索新零售合作创新模式。受制于核心设备技术指标落后、应用场景还有待持续开发、投资成本过高等多方因素,氢能产业在目前国内很难实现快速盈利。承担国家能源结构调整重任的央企走在前列,引领发展,将对中国氢能行业的兴盛发展起到巨大作用。不过,在中国石化看来,大力发展氢能也是中国石化的巨大机会。4月17日,在央视《对话》时,张玉卓表示:“现在碳中和是我们的一个机遇,在碳中和给地球降降温的同时,把我们自己的可再生能源产业发展起来,把氢能发展起来,把绿电发展起来,同时又解决我们国家能源过度依赖进口的问题,所以这是一箭双雕的事情。”对中国石化来说,全球包括中国对于氢能的重视是机遇,也是中国石化转型的重要支撑。传统油气公司转型成功,同时也对碳中和目标实现有巨大的贡献。在日前举行的中国石化2020年度业绩发布会上,中国石化表示,“力争比国家目标提前10年,在2050年实现碳中和。”这其中,中国石化氢能布局和版图的落实将成为这一目标的重要节点。未来,中国石化的氢能能发展到什么程度?中国石化的回答是:未来并不能全部覆盖油气业务。张玉卓说:“因为中国石化是能源和材料供应商,是能源化工企业。在能源这个领域里面,未来在相当长的时期内,可能还需要油、气,我们会满足大家对油、气的需求。在这个过程中加速引入氢、电来代替传统油品,这个场景就是油、气、氢、电加上综合服务。”