塔克拉玛干沙漠北缘的库车市以东，一座占地280亩的绿氢工厂拔地而起。20多公里外，天山脚下，戈壁滩上，55万块光伏板如银色海洋般铺展开来，它们捕捉着每一缕阳光，将其转化为清洁的电能，源源不断向这座绿氢工厂输电，随后将进一步转化为氢能。
这座被称为“绿氢工厂”的建筑，是由中国石化新星新疆绿氢新能源有限公司投资建设的我国顶级规模的光伏发电直接制绿氢项目。2023年8月，随着中石化新疆库车绿氢示范项目全面建成投产，标志着我国绿氢万吨级规模化工业应用实现零的突破。在成为当地新地标的同时，该项目将国内绿氢规模化工业应用水平推上新高度。
截至7月28日，该项目自顺利产氢以来已安全平稳运行394天，突破性解决了新能源波动电力场景下柔性制氢并向下游炼化企业连续稳定供应难题，开创了我国化工领域深度脱碳新发展路径。
7月29日，记者跟随2024自治区高水平质量的发展调研行主题采访团来到中石化新疆库车绿氢示范项目绿氢工厂，项目中心控制室的大屏上，显示着绿氢示范项目流程图。
“所谓绿氢，是指利用可再次生产的能源通过电解水的方式生产的氢气。项目的整个产业链贯通光伏发电、绿电输送、绿电制氢、氢气储存、氢气输运、绿氢炼化生产流程。首先由300兆瓦光伏发电，把电从光伏厂送到制氢厂，制氢厂降压以后，输送到电解槽生产车间，通过电解槽碱性电解水进行电解，产生氢气和氧气，氢气进一步纯化后，可满足下游企业使用条件，全程没有产生任何碳排放。”中石化新星新疆绿氢新能源公司总经理毛炎云通过大屏幕演示的画面介绍。
库车有长时间的日照、丰富的天山水资源以及大量的戈壁荒滩和沙地，当地利用光伏发电制氢的条件优越。毛炎云说，白天光伏发电时，项目制氢设备大负荷生产，通过6公里输氢管廊输送到用户端，还有一部分储存到储氢罐当中，在夜间光伏不发电时可以调用储罐里的氢，形成上游光伏发电，中游制氢到下游用氢的完整绿氢炼化产业链。
整个生产链条上，这些绿氢会被送往中石化塔河炼化有限责任公司，用于替代炼油加工中使用的天然气制氢，作为原料进行加氢反应，最终进入油品中，实现炼油产品绿色化。对炼化企业大规模利用绿氢实现碳减排具有重大示范效应。
目前，该项目每年制造绿氢2万吨，减碳48.5万吨，相当于每年植树约28万棵。
“作为全国规模最大的光伏发电直接制绿氢项目，项目建设中面临着工艺技术新、规模大、无成熟工程案例可借鉴等难点。”毛炎云说。
为解决这一难题，技术人员自主研发了一套适合大规模绿氢生产的先进智能控制管理系统，充分的利用工业网络技术，将新能源发电、电控设备与制氢设备同步响应匹配，实现了“荷随源动”的智慧生产模式，以一体化智能控制等方式有效解决了新能源波动电力场景下稳定供氢难题。
“我们这套控制管理系统会根据排产情况智能化选择运行模式，实现最低的制氢成本。光伏电站每个时段的发电能力都不一样，先进智能控制管理系统引入了很多大数据算法分析，使电控设备和制氢设备实现同步响应匹配，提高制氢对波动的适应性，达到最优化运行。”中石化集团新星石油有限责任公司氢能项目管理专家方虎说。
据了解，该项目所用的光伏组件、电解水制氢“心脏”电解槽、电解质制备、闭式冷却塔、储氢罐等重大设备及核心材料全部实现国产化，促进了我国氢能装备和氢能产业链发展。
方虎介绍，在运行过程中，企业一直在改进技术，取得一些突破性进展，先后完成了万吨级电解水制氢工艺与工程成套技术、绿氢产储输工艺技术、智能控制管理系统研发等创新成果，均实现了工业应用，项目已申报专利及专有技术10余项。
随着中石化新疆库车绿氢示范项目顺利产氢，产出的氢气通过管道输送到中石化塔河炼化，标志着我国首次实现万吨级绿氢炼化项目全产业链贯通。这对炼化企业大规模利用绿氢实现碳减排具备极其重大示范效应，为国内可再次生产的能源制绿氢产业高质量发展提供了可复制、可推广的示范案例。
“万吨级的光伏制氢把绿氢与传统炼油工艺相耦合，替代了塔河炼化原有的两套天然气制氢工艺，每年大约可减少天然气使用量约1亿立方米，这是绿色炼油的一个探索。”方虎说。
随着项目的深入实施，中石化新疆库车绿氢示范项目正逐步构建起一个完整的绿色能源产业链，带动光伏、储能等相关产业协同发展。据了解，燃料电池、电解水制氢设备等生产企业均被盘活。
“以电解槽为例，在该项目启动前，国内的1000Nm3/h电解槽年产量为30—40台，但库车绿氢示范项目就需要52台，促进了国内电解槽产业的规模化生产。”毛炎云说，电解槽产业的发展能带动风光制氢项目加快速度进行发展，通过拓展下游市场，打造更多氢能应用场景，对国家能源转型有良好促进作用。
“当前，在阿克苏地委、行署以及库车市委市政府帮助下，我们正在开展氢能交通场景全产业链推进工作，将一部分运煤重卡换成氢能汽车。同时尝试在储能、工业、民用等领域逐步扩展绿氢应用场景，实现产业链延链扩链。”毛炎云说。（张婷）
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