今年以來，中國石油明顯加快了發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的步伐。從規(guī)模來看，中國石油就有兩個萬噸級的綠氫項目浮出水面：一個是青海青海油田100萬千瓦風光氣氫項目的配套儲能項目;另一個是吐哈油田參與的70萬千瓦光伏制氫項目。近日，中國石油吐哈油田提出將在米東地區(qū)建設(shè)點對點供電70萬千瓦光伏制氫項目。該項目預(yù)計每年可以生產(chǎn)2萬噸綠氫。在國內(nèi)，新能源制綠氫的項目已經(jīng)有很多，除了三桶油，還有大型央國企、民營企業(yè)都在布局，但是中國石油吐哈油田這個制氫項目的背后卻另有乾坤。

01 再添大型綠氫項目

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)點對點供電70萬千瓦光伏制氫項目。項目包括建設(shè)70萬千瓦光伏發(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2萬噸/年制氫裝置制取綠氫。項目制取的綠氫將被用于烏魯木齊石化公司煉化過程。在這里，綠氫會被用作原料，代替天然氣制取的灰氫。通過這種方式，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?？芍^是，一舉多得。在石化企業(yè)煉油過程中，用綠氫替代灰氫，中國石油還不是那個吃螃蟹的人。在這之前，中國石化就已經(jīng)開創(chuàng)了綠氫替代灰氫的先河。2023年8月，中國石化在新疆庫車的綠氫示范項目順利產(chǎn)出了綠氫。該項目每年也是產(chǎn)出2萬噸綠氫，并供應(yīng)中國石化塔河煉化公司。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，塔河煉化也成功實現(xiàn)現(xiàn)代油品加工與綠氫的耦合。這也被認為是國內(nèi)綠氫工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的一次突破?，F(xiàn)在，中國石油也加入了這一隊列。這也意味著綠氫煉化的市場正在打開。

02 煉油需要氫氣

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。事實上，全球剩余的石油資源中高酸、高硫、重質(zhì)油比例也越來越多，現(xiàn)在已經(jīng)高達70%。這些含雜質(zhì)的原油生產(chǎn)出來油品通常也含有雜質(zhì)。這樣的油品在經(jīng)過燃燒之后，就會產(chǎn)生很多污染大氣的氣體。為了保護大氣環(huán)境，就必須讓汽油、柴油這些油品更加潔凈，雜質(zhì)更少。這其實也與我國一再提升成品油質(zhì)量的要求是相符的。但是，要怎么做才能在煉油的過程中去掉這些雜質(zhì)呢?這個時候氫就大有用途了。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，進而從油品中脫除。這其實就是煉油過程中的加氫裂化。這樣不僅能夠達到精制油品的目的，還能改善油品的使用性能，比如經(jīng)過加氫之后，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)。舉個簡單的例子可能更直觀，新疆的克拉瑪依和獨山子石化公司兩個公司全年耗氫就在10萬噸以上，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山子石化公司一年的用氫量。放眼看，我國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 進入增長通道

近年來，隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略實施，油品清潔化、輕質(zhì)化已成為一種趨勢。作為提升汽煤柴等油品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，氫氣在煉油過程中發(fā)揮著重要的作用。然而，我國每年生產(chǎn)的氫氣很多都是由化石能源制取的。據(jù)統(tǒng)計，2022年我國氫氣產(chǎn)量為3781萬噸。其中，62%的制氫量來自于煤或焦炭生產(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，我國在2022年用天然氣制取了約684.4萬噸氫氣。理論狀態(tài)下，1立方米天然氣可以制取4立方米氫氣。如果按這個方式計算，要制取684.4萬噸氫氣需要消耗超過190億立方米的天然氣。我們都知道，我國的天然氣資源并不富裕，每年還要用這么多的天然氣用來制氫氣，確實有點“奢侈”了?，F(xiàn)實是，我國每年生產(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，我國近幾年的煉油能力總體處于增長的狀態(tài)，2023年已經(jīng)達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石化企業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型。通過煤炭、天然氣等化石原料制取每公斤氫氣的碳排放強度約為10—20公斤。而通過太陽能、風能等可再生能源發(fā)電電解水制取的綠氫，在生產(chǎn)過程中基本不產(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，綠氫煉化也被認為是石油化工行業(yè)實現(xiàn)轉(zhuǎn)型的重要路徑。而且，也有觀點認為從長遠來看綠氫會在煉油化工領(lǐng)域取代灰氫成為主流?？偠灾G氫在煉油行業(yè)還有很大的發(fā)展空間。