今年以來(lái)，中國石油明顯加快了發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的步伐。從規模來(lái)看，中國石油就有兩個(gè)萬(wàn)噸級的綠氫項目浮出水面：一個(gè)是青海青海油田100萬(wàn)千瓦風(fēng)光氣氫項目的配套儲能項目;另一個(gè)是吐哈油田參與的70萬(wàn)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建設點(diǎn)對點(diǎn)供電70萬(wàn)千瓦光伏制氫項目。該項目預計每年可以生產(chǎn)2萬(wàn)噸綠氫。在國內，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(yíng)企業(yè)都在布局，但是中國石油吐哈油田這個(gè)制氫項目的背后卻另有乾坤。
01 再添大型綠氫項目
據了解，吐哈油田已經(jīng)與烏魯木齊米東區簽訂了合作。協(xié)議規定吐哈油田將在米東區建設點(diǎn)對點(diǎn)供電70萬(wàn)千瓦光伏制氫項目。項目包括建設70萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電及附屬設施，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的2萬(wàn)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(guò)程。在這里，綠氫會(huì )被用作原料，代替天然氣制取的灰氫。通過(guò)這種方式，烏魯木齊石化公司每年可以節省天然氣1億立方米。在這之前，烏魯木齊石化公司煉化過(guò)程中氫氣缺口一度成為制約其生產(chǎn)的重要因素?，F在，通過(guò)綠電制取綠氫供應氫氣缺口，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)量和節省天然氣資源?？芍^是，一舉多得。在石化企業(yè)煉油過(guò)程中，用綠氫替代灰氫，中國石油還不是那個(gè)吃螃蟹的人。在這之前，中國石化就已經(jīng)開(kāi)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(chē)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(wàn)噸綠氫，并供應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(guò)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(shí)現現代油品加工與綠氫的耦合。這也被認為是國內綠氫工業(yè)化規模應用的一次突破?，F在，中國石油也加入了這一隊列。這也意味著(zhù)綠氫煉化的市場(chǎng)正在打開(kāi)。
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(lái)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(shí)上，全球剩余的石油資源中高酸、高硫、重質(zhì)油比例也越來(lái)越多，現在已經(jīng)高達70%。這些含雜質(zhì)的原油生產(chǎn)出來(lái)油品通常也含有雜質(zhì)。這樣的油品在經(jīng)過(guò)燃燒之后，就會(huì )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(shí)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(guò)程中去掉這些雜質(zhì)呢?這個(gè)時(shí)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(lèi)非烴化合物會(huì )發(fā)生氫解反應，硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉變?yōu)橄鄳牧蚧瘹?、水、氨，進(jìn)而從油品中脫除。這其實(shí)就是煉油過(guò)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(guò)加氫之后，柴油的燃燒效率能得到顯著(zhù)的提升。加氫處理的這一特點(diǎn)還能支撐劣質(zhì)重油的高效高值應用。因此，每年都有大量氫氣用在煉油化工行業(yè)。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子可能更直觀(guān)，新疆的克拉瑪依和獨山子石化公司兩個(gè)公司全年耗氫就在10萬(wàn)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(jìn)入增長(cháng)通道
近年來(lái)，隨著(zhù)國家“雙碳”戰略實(shí)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(guò)程中發(fā)揮著(zhù)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。據統計，2022年我國氫氣產(chǎn)量為3781萬(wàn)噸。其中，62%的制氫量來(lái)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(shuō)，我國在2022年用天然氣制取了約684.4萬(wàn)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(gè)方式計算，要制取684.4萬(wàn)噸氫氣需要消耗超過(guò)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(lái)制氫氣，確實(shí)有點(diǎn)“奢侈”了?，F實(shí)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(cháng)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(dòng)石化企業(yè)的綠色低碳轉型。通過(guò)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(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電電解水制取的綠氫，在生產(chǎn)過(guò)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(shí)現轉型的重要路徑。而且，也有觀(guān)點(diǎn)認為從長(cháng)遠來(lái)看綠氫會(huì )在煉油化工領(lǐng)域取代灰氫成為主流?？偠灾?，綠氫在煉油行業(yè)還有很大的發(fā)展空間。
