氫啟新程·聚力騰飛

CHEC2026

第六屆世紀(jì)氫能與燃料電池大會

4月22日  江蘇·蘇州

摘要

氫能被視為未來國家能源體系的重要組成部分，有助于推動能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將促進(jìn)異質(zhì)能源跨地域和跨季節(jié)優(yōu)化配置，推動氫能、電能和熱能系統(tǒng)融合，形成多元互補(bǔ)融合的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系。在國家雙碳政策下，油田大力開展新能源部署，積極開展能源轉(zhuǎn)型，油田風(fēng)光氣電站等新能源也步入了快速發(fā)展的行列，油田風(fēng)光電站的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，如何有效儲存和利用風(fēng)能、太陽能產(chǎn)生的電能成為關(guān)鍵問題。氫具有能量大，使用過程無污染，是國際公認(rèn)的適應(yīng)減碳目標(biāo)的能量儲存介質(zhì)和工業(yè)原料，氫作為一種高效的儲能方式，將新能源與氫能優(yōu)勢互補(bǔ)，結(jié)合發(fā)展，在油田風(fēng)光電站建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，氫能還可以實(shí)現(xiàn)油氣行業(yè)深度脫碳，主要方式為應(yīng)用氫能革新型工藝，大規(guī)模使用“綠氫”替代“灰氫，通過富足新能源電力制得的氫來替代傳統(tǒng)高碳高排放能源化石燃料，在鋼鐵、化工等高耗能、高排放行業(yè)中，氫可作為還原劑替代傳統(tǒng)的碳密集型方法，大幅減少碳排放。本文主要探討在油田發(fā)展新型電力系統(tǒng)的新形勢下氫能利用以及氫儲能發(fā)展優(yōu)化方法和發(fā)展過程中遇到的瓶頸，以及在油田發(fā)展新能源的多元場景下氫能的綜合利用，發(fā)揮油田自身資源和體量優(yōu)勢，依托油田新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，研究發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)油田風(fēng)光氣氫一體化發(fā)展。

關(guān)鍵詞

氫儲能；綠氫；調(diào)峰；氫利用；甲醇

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背景與意義

油田積極開展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型升級，大力發(fā)展新能源業(yè)務(wù)，風(fēng)光電站等新能源快速發(fā)展，對氫能的綜合利用和油田新能源的發(fā)展有重要作用，對于油田，氫在油田煉化過程中具有重要的作用，傳統(tǒng)煉化用氫需要用天然氣制備，與當(dāng)下減碳政策不符，綠氫的生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生溫室氣體排放，可再生能源是無限的，使用這些能源制氫可以保證氫能供應(yīng)的長期可持續(xù)性，通過油田風(fēng)光電站制備綠氫來代替?zhèn)鹘y(tǒng)灰氫，可以大大減少對化石燃料的依賴，提高能源供應(yīng)的多樣性和安全性。隨著技術(shù)的發(fā)展，電解水制氫的成本正在逐漸降低，使得綠氫在經(jīng)濟(jì)上更具競爭力。長遠(yuǎn)來看進(jìn)行綠氫替換將為油田帶來巨大的效益。在風(fēng)光電站儲能方面氫儲能相較于其他儲能技術(shù)而言，其在能量轉(zhuǎn)化、響應(yīng)時間、空間利用性等方面具有突出優(yōu)勢，是建設(shè)未來電網(wǎng)規(guī)模儲能以及新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)；同時，其涵蓋的“電-氫-電”轉(zhuǎn)換模式也是支撐“源網(wǎng)荷儲”一體化建設(shè)和多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)營的重要選擇。我國發(fā)展氫儲能具有先天優(yōu)勢，例如，國家新型儲能發(fā)展實(shí)施方案明確了氫儲的創(chuàng)新與示范引領(lǐng)作用，可再生能源裝機(jī)量全球第一為綠色低碳的氫能供給提供了巨大潛力，較為完備的制-儲-輸-用氫鏈條在交通運(yùn)輸、工業(yè)原料等行業(yè)已經(jīng)得到了應(yīng)用。

在新能源制氫達(dá)到一定規(guī)模后，富足的氫可與回收煉化后產(chǎn)生的CO2用來制備甲醇。油田新能源綠氫耦合制甲醇的成本可以與傳統(tǒng)煤制甲醇成本相當(dāng)。綠色甲醇合成技術(shù)有助于解決氫能的”制儲運(yùn)加”難題，提供了一種安全高效的氫能源應(yīng)用路徑，有助于實(shí)現(xiàn)”碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)。中國科學(xué)院大連化物所開發(fā)的低溫、高效、長壽命的二氧化碳催化加氫制甲醇技術(shù)，為綠色甲醇的大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。國家發(fā)展改革委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2024 年本）》中，將電解水制氫和二氧化碳催化合成綠色甲醇納入新能源鼓勵類產(chǎn)業(yè)，為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了政策支持。作為理想的未來燃料，盡早布局，研究開發(fā)使用氫燃料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料，為節(jié)能增效和碳中和出一份力。

2

油田多元場景下新能源綠氫利用

2.1 氫儲能

風(fēng)光發(fā)電具有強(qiáng)波動性，并網(wǎng)產(chǎn)生的波動會使電力系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與可靠性降低；同時，由于風(fēng)光發(fā)電不能儲存，會造成大量棄電，制約其發(fā)展和應(yīng)用。此外，風(fēng)光發(fā)電具有很強(qiáng)的反調(diào)峰特性，會使電力系統(tǒng)的調(diào)峰壓力進(jìn)一步增大。對此，可快速充電、放電的氫儲能被廣泛考慮，其可以有效消納新能源發(fā)電和穩(wěn)定風(fēng)光電并網(wǎng)。氫能作為能源存儲和轉(zhuǎn)換的重要參與者，對于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排具有重要意義。

圖 1 氫儲能及氫綜合利用

2.1.1 氫儲能與電力系統(tǒng)耦合結(jié)構(gòu)

氫儲能在新型電力系統(tǒng)中的作用包括長周期、大規(guī)模、可跨季節(jié)和空間儲存，在新型電力系統(tǒng)的“源網(wǎng)荷”中具有多維度、多空間的應(yīng)用場景。

2.1.2 “源”側(cè)氫儲能

風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電等可再生能源發(fā)電具有隨機(jī)性、波動性和間歇性，這種不穩(wěn)定性電力直接并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊。氫儲能的快速響應(yīng)能力可有效對這種不穩(wěn)定電力進(jìn)行平抑，因此可實(shí)現(xiàn)風(fēng)光氫儲友好并網(wǎng)，同時，所產(chǎn)生的氫氣可以衍生開發(fā)，用于合成氨或者甲醇，便于更多開發(fā)利用，可讓化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排。根據(jù)耦合系統(tǒng)所含要素種類不同，其可分為風(fēng)氫系統(tǒng)、光氫系統(tǒng)以及風(fēng)光氫系統(tǒng)。

2.1.2.1 燃?xì)潆姀S慣量支撐

火電機(jī)組承擔(dān)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的作用，大量火電機(jī)組快速地退出可能會導(dǎo)致系統(tǒng)慣量缺失，從而促使電力系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。按照響應(yīng)時間劃分，電力系統(tǒng)頻率調(diào)整階段可分為慣性響應(yīng)、一次調(diào)頻、二次調(diào)頻、三次調(diào)頻等。當(dāng)系統(tǒng)受到擾動之后，同步機(jī)將釋放存儲在發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量中的動能，降低頻率變化速度，減少同步機(jī)轉(zhuǎn)速，直至調(diào)速器開始動作進(jìn)行一次調(diào)頻，以抬升頻率，約30s 后二次、三次調(diào)頻控制介入恢復(fù)頻率，達(dá)機(jī)組最優(yōu)調(diào)度。慣性常數(shù)取決發(fā)電機(jī)的于物理大小和設(shè)備類型，氫燃?xì)廨啓C(jī)是旋轉(zhuǎn)發(fā)電設(shè)備，有著燃?xì)廨啓C(jī)的相似性，可彌補(bǔ)火電機(jī)組退出以及風(fēng)電、光電接入電網(wǎng)引起的系統(tǒng)慣量大幅下降。

2.1.2.2 風(fēng)—光—?dú)洹細(xì)廨啓C(jī)一體化氫電耦合系統(tǒng)模型

風(fēng)—光—?dú)洹細(xì)廨啓C(jī)一體化氫電耦合系統(tǒng)，由發(fā)電部分和氫儲能兩部分組成，發(fā)電部分由風(fēng)電模塊、光伏模塊、摻氫燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)模塊組成，氫儲能由電解槽、儲氫模塊組成，如圖 2 所示。

圖 2 氫電耦合系統(tǒng)

風(fēng)—光—?dú)洹細(xì)廨啓C(jī)一體化氫電耦合系統(tǒng)供電來源為風(fēng)電、光伏、燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)。系統(tǒng)優(yōu)先進(jìn)入電網(wǎng)負(fù)荷工況，并優(yōu)先選擇可再生能源上網(wǎng)，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)根據(jù)負(fù)荷波動調(diào)節(jié)輸出。當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷下探超過燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)調(diào)節(jié)范圍時，多余電力可用于制氫。極端情況下，如果制氫電力超過制氫或儲氫單元容量最大限制，則出現(xiàn)棄電。

2.1.3 “網(wǎng)”側(cè)氫儲能

氫儲能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用價值主要體現(xiàn)在參與電網(wǎng)輔助服務(wù)、氫儲能季節(jié)性電量平衡、緩解輸配線路阻塞等方面。

2.1.3.1 參與電網(wǎng)輔助服務(wù)

由于風(fēng)光發(fā)電具有不確定性，波動性與反調(diào)峰性在并網(wǎng)過程中對配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行造成巨大沖擊，而大幅增加配網(wǎng)調(diào)峰壓力的問題，在調(diào)頻輔助服務(wù)方面，新型電力系統(tǒng)慣量的降低會產(chǎn)生擾動，進(jìn)而發(fā)生頻率變化率和偏移量較大，導(dǎo)致切機(jī)、甩負(fù)荷等問題，從而引發(fā)大規(guī)模停電事故。

氫儲能作為一種新型能量存儲技術(shù)，兼具低碳清潔、儲存時間長和響應(yīng)速度較快，具有秒級調(diào)頻能力等優(yōu)勢，是解決光伏并網(wǎng)調(diào)頻調(diào)峰問題的優(yōu)選方案之一，下垂控制是一種常見的控制方法。此外，有學(xué)者在制綠氫參與調(diào)峰輔助服務(wù)、電力系統(tǒng)次同步振蕩抑制方面作了研究。

針對配電網(wǎng)調(diào)峰問題，以及光伏并網(wǎng)帶來的電網(wǎng)波動問題，張開鵬等提出將光伏發(fā)電與氫儲能相結(jié)合，建立了光伏-氫儲能混合儲能調(diào)峰雙層優(yōu)化模型。首先，將氫儲能模塊分為平抑模塊和調(diào)峰模塊，前者降低光伏并網(wǎng)的功率波動量，后者減少系統(tǒng)調(diào)峰壓力。與單一儲能方式相比，氫儲能模塊化在保證光伏消納率的同時，減少了系統(tǒng)光伏并網(wǎng)的波動量，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。其次，提出的混合儲能模型中考慮了氫儲能的運(yùn)行特性，與傳統(tǒng)儲能相比，該模型提高了氫儲能利用率，降低了系統(tǒng)總投入成本。這種方案可有效平抑光伏功率波動，緩解高峰時期用電壓力，促進(jìn)光電消納，避免棄光現(xiàn)象，降低了系統(tǒng)綜合成本。

針對含電 - 氫混合儲能的源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)，為提高新能源的消納水平并降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，姜智雯等提出了考慮SOC優(yōu)化設(shè)定的電 - 氫混合儲能系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的日前 - 實(shí)時優(yōu)化調(diào)度。首先提出了大容量儲能系統(tǒng)SOC優(yōu)化設(shè)定的方法，以確定儲能系統(tǒng)日前的始末SOC優(yōu)化設(shè)定值。隨后，基于雙延遲深度確定性策略梯度算法，提出了一種日前-實(shí)時優(yōu)化調(diào)度模型訓(xùn)練方法。結(jié)合儲能SOC的優(yōu)化設(shè)定值和日前運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立了源-網(wǎng)荷-儲系統(tǒng)的實(shí)時優(yōu)化調(diào)度模型，實(shí)現(xiàn)日前和實(shí)時綜合優(yōu)化調(diào)度。表面大容量儲能系統(tǒng)的SOC優(yōu)化設(shè)定方法可以有效提高系統(tǒng)收益。

文獻(xiàn)針對風(fēng)電的隨機(jī)性和波動性，建立了考慮全壽命周期經(jīng)濟(jì)成本的風(fēng) -氫混合儲能系統(tǒng)，從而改善電能質(zhì)量，提高風(fēng)電經(jīng)濟(jì)效益。提出風(fēng)氫混合儲能系統(tǒng)的全壽命周期評估方法，以滿足平滑風(fēng)電輸出功率波動條件分析系統(tǒng)的潛在價值。文獻(xiàn)通過制氫系統(tǒng)的電解水來利用電網(wǎng)無法消納的風(fēng)電，建立了氫儲能參與火電機(jī)組調(diào)峰的容量配置優(yōu)化模型。文獻(xiàn)提出的氫儲能優(yōu)化模型中考慮了熱能動態(tài)平衡，該模型可有效消納冗余風(fēng)電，降低系統(tǒng)綜合運(yùn)行成本。

2.1.3.2 氫儲能季節(jié)性電量平衡

由于太陽能、風(fēng)能等可再生能源存在隨機(jī)性、間歇性，按現(xiàn)有的運(yùn)行模式，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性將受到嚴(yán)重威脅。氫儲能具有調(diào)節(jié)秒級，儲能時間長，儲存容量大等特性，可有效消化新能源，并在現(xiàn)季節(jié)性電量方面發(fā)揮作用，因此，在新型電力系統(tǒng)中的氫儲能，可以作為季節(jié)性電量平衡的重要選擇之一。文獻(xiàn)提出考慮光伏季節(jié)性的電氫混合儲能模型，將春夏富足的太陽能資源進(jìn)行儲能，在秋冬光照不足時進(jìn)行釋放。通過智能算法尋優(yōu)得到最優(yōu)解，并通過能量梯級利用、季節(jié)性分析、關(guān)鍵影響因素分析等形式體現(xiàn)出混合儲能的應(yīng)用價值和前景。

2.1.3.3 緩解輸配線路阻塞

新能源可導(dǎo)致輸配電系統(tǒng)發(fā)生擁擠阻塞，因?yàn)槠洳环€(wěn)定導(dǎo)致發(fā)電不穩(wěn)定，當(dāng)不穩(wěn)定的電力輸入電網(wǎng)過多，超過電力需求的上限，就會發(fā)生電力系統(tǒng)阻塞，從而危害電網(wǎng)安全和穩(wěn)定。氫儲能的特征優(yōu)勢是調(diào)節(jié)迅速、大容量且長時間儲存，因此，可以用作“虛擬輸電線路”。具體原理是在輸配電系統(tǒng)阻塞段的潮流下游安裝好“虛擬輸電線路”，這樣就可以一定程度上解決配電系統(tǒng)阻塞。當(dāng)電力需求低峰時，電能被存儲在沒有輸配電阻塞的區(qū)段；在電力需求高峰時，氫儲能系統(tǒng)釋放電能，從而減少輸配電系統(tǒng)容量的要求。

2.1.4 “荷”側(cè)氫儲能

對于單體建筑結(jié)構(gòu)，包含單一供電和電—熱兩種形式；在單一供電中，風(fēng)電和光能作為系統(tǒng)能量輸入端，作為電力的源頭，配置功率型電池儲能與能量型氫儲能協(xié)同運(yùn)行，可以有效解決“源—荷”電力電量實(shí)時不匹配。對于電—熱供能形式中，燃料電池與電解槽運(yùn)行提供熱量，當(dāng)其不能滿足最低熱負(fù)荷需求時，電制熱設(shè)備補(bǔ)充供熱將發(fā)揮作用。

但當(dāng)前，氫能與氫儲有限的市場規(guī)模證明了該技術(shù)與傳統(tǒng)能源相比仍具有較為明顯的劣勢，如能源轉(zhuǎn)換效率低、系統(tǒng)成本遠(yuǎn)高于常見的電化學(xué)儲能等，這與光伏與風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期的特征相近，但規(guī)模經(jīng)濟(jì)帶動的規(guī)模擴(kuò)張超出了多數(shù)研究的預(yù)期。因此，加速氫儲部署不僅僅涉及技術(shù)裝備的突破與示范應(yīng)用，也與產(chǎn)業(yè)、市場、政策引導(dǎo)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)、供需交互、價格機(jī)制等密切相關(guān)。

2.1.5 氫儲能發(fā)展態(tài)勢與瓶頸問題

2.1.5.1 技術(shù)成熟度與成本競爭性不足，供需側(cè)規(guī)模化潛力亟待挖掘

其一，全產(chǎn)業(yè)鏈氫能技術(shù)多處于研發(fā)示范階段，未來技術(shù)路線亟待理清。我國在化石能源制氫、氫燃料電池規(guī)模化應(yīng)用等方面具有明顯優(yōu)勢，但伴隨全球碳中和發(fā)展態(tài)勢，可再生能源制氫被認(rèn)為是具有巨大規(guī)模效應(yīng)的技術(shù)。由于油田新能源處于起步階段，當(dāng)前其產(chǎn)業(yè)規(guī)模占比小、成本競爭性弱、帶動下游用氫環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不確定，在風(fēng)光電站建設(shè)中氫儲能系統(tǒng)技術(shù)有待發(fā)展突破，所以大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)路線有待進(jìn)一步設(shè)計明確。

其二，可再生能源電解水制氫的規(guī)模效應(yīng)凸顯。2021年，電解水制氫的產(chǎn)量僅占全球氫產(chǎn)量的0.1%，但作為新興技術(shù)其發(fā)展增速迅猛，相對2020年產(chǎn)量提高 70%。預(yù)計2030年電解槽裝機(jī)量將達(dá)到61.3GW，相比2021提高近7倍，其中中國裝機(jī)量占比36.4%，油田在積極推動發(fā)展風(fēng)光氣氫項(xiàng)目，制氫能力將快速提升，發(fā)展產(chǎn)生的規(guī)模效應(yīng)能夠推動可再生能源制氫成本快速下降，并進(jìn)一步帶動中下游儲運(yùn)、用氫階段的系統(tǒng)成本下降。因此如何量化制氫技術(shù)規(guī)模效應(yīng)，把控技術(shù)進(jìn)步速度與應(yīng)用規(guī)模，對于未來氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃以及用氫產(chǎn)業(yè)碳中和潛力評估至關(guān)重要。

2.1.5.2 電-碳市場機(jī)制逐步完善，氫儲減排效益亟待釋放

一方面，電力體制改革有利于氫儲發(fā)展，但支持性價格機(jī)制尚未建立。氫儲技術(shù)的優(yōu)勢在于能夠促進(jìn)可再生能源消納、服務(wù)電網(wǎng)調(diào)峰、支持微電網(wǎng)建設(shè)等。伴隨我國電力體制改革的不斷深化，現(xiàn)貨交易市場、電力輔助服務(wù)市場等逐步建立，并成為氫儲技術(shù)發(fā)揮優(yōu)勢的重要載體。但可再生能源制氫的支持性電價機(jī)制、氫儲的儲能價格機(jī)制存在空白，氫儲技術(shù)難以借助市場機(jī)制將自身技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。

另一方面，碳價覆蓋范圍有限，氫儲替代難以實(shí)現(xiàn)減排效益。當(dāng)前我國碳交易市場僅在電力行業(yè)施行，而工業(yè)、交通等行業(yè)是用氫的主要領(lǐng)域，氫儲替代在這些行業(yè)的減排經(jīng)濟(jì)效益難以通過碳價進(jìn)行準(zhǔn)確核算，氫儲技術(shù)的成本競爭性被削弱，

此外，我國“溫室氣體自愿減排項(xiàng)目”處于起步階段，加之多數(shù)氫儲技術(shù)尚處于示范階段，其減排能力以及參與碳排放權(quán)抵消的方式、時限等尚不明確，進(jìn)一步削弱了氫儲的經(jīng)濟(jì)性與減排效益。

2.1.5.3 氫儲多元化示范應(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn)，政策與保障體系存在空白

一方面，氫儲多元化應(yīng)用場景逐步形成，商業(yè)運(yùn)營模式亟待拓展。近年來，氫儲技術(shù)已形成風(fēng)光氫儲一體化、虛擬電廠、儲能集成商等多元化應(yīng)用模式，有效推動了技術(shù)研發(fā)向市場化的過渡。但當(dāng)前激勵政策主要聚焦于技術(shù)示范項(xiàng)目與交通行業(yè)應(yīng)用場景，并以地方補(bǔ)貼手段為主要方式，而針對電力、工業(yè)等行業(yè)的氫儲投資、運(yùn)營等缺乏商業(yè)模式創(chuàng)新，銀行業(yè)金融機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)投資基金等難以按照商業(yè)可持續(xù)性原則或市場化原則給予金融支持，難以保障未來產(chǎn)業(yè)持續(xù)性部署，亦容易導(dǎo)致如可再生能源補(bǔ)貼似的財政缺口。

另一方面，政策引導(dǎo)作用不斷加強(qiáng)，創(chuàng)新政策體系亟待建立。《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035 年）》提出要“打造氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展1+N 政策體系”，強(qiáng)化政策對氫儲產(chǎn)業(yè)的激勵引導(dǎo)作用。但目前包括金融、稅收、獎勵等扶持政策尚存在空白，以往針對新興產(chǎn)業(yè)的傳統(tǒng)激勵策略（如補(bǔ)貼、減免稅等）對技術(shù)演化與產(chǎn)業(yè)部署的影響程度亦難以準(zhǔn)確評估，亟需針對氫儲在交通、儲能、電力、工業(yè)等不同領(lǐng)域的替代作用與減排效益，以及從技術(shù)裝備創(chuàng)新到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營再到示范項(xiàng)目商業(yè)化轉(zhuǎn)型設(shè)計多級政策體系。

2.1.5.4 氫儲全產(chǎn)業(yè)鏈部署發(fā)展，風(fēng)險防控能力亟待提升

氫儲能產(chǎn)業(yè)鏈涉及制氫、儲運(yùn)、應(yīng)用等多個環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)事故風(fēng)險誘因復(fù)雜、多樣。目前我國已加強(qiáng)氫氣泄露檢測、儲運(yùn)與應(yīng)用終端風(fēng)險報警等關(guān)鍵安全技術(shù)研發(fā)，但隨著產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)的市場滲透不斷提升，不同地區(qū)依據(jù)自身資源稟賦與技術(shù)優(yōu)勢形成的產(chǎn)業(yè)鏈各不相同，所引發(fā)的宏觀層面社會經(jīng)濟(jì)、環(huán)境健康等風(fēng)險多樣。因此，為落實(shí)屬地管理責(zé)任，風(fēng)險防控不僅需要檢測、報警等安全技術(shù)的保障，更需要加強(qiáng)本地全產(chǎn)業(yè)鏈的安全風(fēng)險測度與監(jiān)測，動態(tài)識別產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展中的潛在風(fēng)險誘因，提升事故預(yù)防能力。此外，氫能產(chǎn)業(yè)安全事故屬于突發(fā)公共事件，具有不確定性高、影響廣泛、危害嚴(yán)重等特征，因此，如何借助大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，模擬事故發(fā)生全過程并對各時段的風(fēng)險演化規(guī)律進(jìn)行研判，是及時有效應(yīng)對各類氫能安全風(fēng)險的重要基礎(chǔ)。

2.2 石油煉化

在全球碳中和共識和我國“雙碳”目標(biāo)指導(dǎo)下，能源體系正在加速向清潔化轉(zhuǎn)型，產(chǎn)自可再生能源的低碳電力將成為首選的能源載體。但在石油煉化行業(yè)，要想實(shí)現(xiàn)脫碳，僅靠電氣化難以做到，可通過可再生能源電解水生產(chǎn)的綠氫加以解決，綠氫作為清潔低碳的新能源，綠氫作為清潔低碳的新能源，將使大量可再生能源從電力部門引向終端使用部門，煉化企業(yè)利用可再生能源生產(chǎn)綠氫、用綠氫替代化石能源生產(chǎn)灰氫將成為深度脫碳的重要手段，實(shí)現(xiàn)碳減排的目標(biāo)。

目前，綠氫煉化已列入《“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案》中，文件明確提出石化化工行業(yè)實(shí)施綠氫煉化降碳工程。國內(nèi)首次規(guī)模化利用光伏發(fā)電直接制氫某項(xiàng)目，生產(chǎn)的綠氫為煉化提供氫源。對于油氣企業(yè)，也可通過新能源風(fēng)光電站制備和儲存的綠氫用于石油加氫裂化，某油田煉廠原油加工能力為150萬噸/年，主要有常減壓蒸餾、重油催化裂化、甲醇等23套煉油化工裝置。煉油廠目前全廠氫氣主要由兩套 PSA提氫裝置供給，兩套裝置共產(chǎn)氫14900Nm3/h，煉廠加工耗氫總計14500Nm3/h，目前煉油廠制氫與用氫處于基本平衡狀態(tài)。青海地區(qū)風(fēng)光資源較好，綠電制氫成本較低，并且油田風(fēng)光電站無法消納的電能可以用來電解水制氫，制得的氫可以用來替換傳統(tǒng)煉油用氫，進(jìn)一步落實(shí)國家持續(xù)提升油氣凈貢獻(xiàn)率和綜合能源供應(yīng)保障能力的要求，推動利用綠氫替代現(xiàn)有天然氣制氫。用綠氫彌補(bǔ)煉化生產(chǎn)氫氣空缺，將大大推動油田減碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2.3 替代化石能源燃料

交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放是世界及我國碳排放的主要排放源之一，石油企業(yè)既是產(chǎn)能大戶，也是耗能大戶，在油氣能源及石油產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，同時需要消耗大量的天然氣、原油、汽油、柴油等。減少交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放也是實(shí)現(xiàn)油田降碳目標(biāo)的重要措施之一。在大力發(fā)展綠色能源的前提下積極應(yīng)用氫燃料車逐步替代現(xiàn)有化石燃料商用車。目前，適用短途運(yùn)輸?shù)?20～130kW氫能車已較普遍，用于長途重載的 200kW車也已投入生產(chǎn)，最大達(dá)到了240kW。氫能車與電動車相比具有明顯優(yōu)勢：充能時間短，在10min以內(nèi)即可充滿；可用于低溫環(huán)境，已實(shí)現(xiàn)-30℃低溫啟動；續(xù)航里程長，重型卡車配置10個儲氫罐，可驅(qū)動載重31t 的車運(yùn)行約400km，能滿足油田日常生產(chǎn)使用。

對于外部市場，也可提前布局加氫站網(wǎng)絡(luò)，在這方面石油企業(yè)具有強(qiáng)大的先發(fā)優(yōu)勢。除了雄厚的資金支持，還有成熟完善的銷售網(wǎng)絡(luò)，這意味著，現(xiàn)有遍布各地的加注站可以就地改造，升級為石化共建站或是綜合能源站，這極大降低了前期建設(shè)成本。

2.4 制備甲醇

甲醇是全球公認(rèn)的新型清潔可再生能源，具有安全高效、排放清潔、可再生的特點(diǎn)，常溫常壓下為液態(tài)，運(yùn)輸及使用安全便捷，也被稱為液態(tài)的“氫”、液體的“電”，目前在全球已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。用于汽車燃料時，相比于電、氫等其他能源形式，甲醇燃料的環(huán)保性、適用性、可靠性等優(yōu)勢明顯，更適合汽車使用。油田可采取風(fēng)光電制綠氫與二氧化碳合成制取，可以立足國內(nèi)資源保障供給。

CO2加氫制甲醇作為一種綠色化工技術(shù)，不僅能減少CO2排放，提高資源利用率，還能儲存無法消納的新能源電力所制得的氫，依托甲醇產(chǎn)品體系發(fā)展綠色化工產(chǎn)業(yè)，具有顯著的減排效果和產(chǎn)業(yè)價值。特別在全球大力發(fā)展氫能背景下，可再生能源制氫規(guī)模不斷壯大，成本不斷下降，為發(fā)展CO2加氫制甲醇提供有力的支撐。

國外CO2加氫制甲醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早，規(guī)模普遍較小。國外相關(guān)企業(yè)技術(shù)成熟，商業(yè)化應(yīng)用廣泛。目前，國外加快CO2加氫制甲醇產(chǎn)業(yè)，在規(guī)劃建設(shè)的CO2加氫制甲醇項(xiàng)目約8項(xiàng)。國內(nèi)起步較晚，但發(fā)展迅速。我國自主研發(fā)的CO2加氫制甲醇示范項(xiàng)目建成3套，并試驗(yàn)成功。2023年11月，中國石油寰球北京公司承擔(dān)的兩個風(fēng)光氫耦合生物質(zhì)甲醇可研項(xiàng)目完成專家評審及意見的修改。兩個項(xiàng)目均采用該公司自主創(chuàng)新研發(fā)的甲醇合成技術(shù)和新能源發(fā)電—制氫—用氫一體化配置軟件，標(biāo)志著該公司的自主技術(shù)在新能源領(lǐng)域推廣應(yīng)用的突破。

油氣煉化企業(yè)可以通過回收煉廠廢氣中的CO2和風(fēng)光電站制得的綠氫制甲醇，實(shí)現(xiàn)清潔能源綜合利用。如某油田新能源項(xiàng)目提供綠氫7000-9000Nm3/h，替代 PSA-A套甲醇馳放氣產(chǎn)氫，停運(yùn)以天然氣為原料的10 萬噸/年甲醇裝置，每年減少天然氣用量1.1億方。2026年前完成二氧化碳耦合綠氫制甲醇一期工程。利用煉廠已有二氧化碳回收單元，回收催化煙氣中的二氧化碳470 噸/日，利用油田新能源項(xiàng)目提供綠氫30000Nm3/h，利用10萬噸甲醇裝置合成精餾單元，建成以二氧化碳和綠氫為原料的10萬噸 / 年甲醇裝置。2030 年前擴(kuò)大二氧化碳耦合綠氫制甲醇規(guī)模。回收油田30萬千瓦電廠和工業(yè)園區(qū)二氧化碳等資源，利用油田新能源項(xiàng)目以及后續(xù)增量項(xiàng)目提供綠氫，新建二氧化碳回收裝置，利用甲醇裝置合成精餾單元，增加綠色甲醇規(guī)模至50萬噸 / 年。根據(jù)市場實(shí)際需求，調(diào)整擴(kuò)大綠色甲醇中心供應(yīng)規(guī)模。2035年前實(shí)現(xiàn)綠色甲醇規(guī)模化發(fā)展，產(chǎn)能達(dá)100萬噸。油田開發(fā)綠色甲醇有良好的前景和效益。

3

油田氫能多元化發(fā)展前景與方向

第一，石油化工工業(yè)耦合綠氫降碳是我國石化工業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必然要求。石化企業(yè)碳排放量大，政府也出臺了相關(guān)政策引導(dǎo)石油化工產(chǎn)業(yè)降碳發(fā)展，2023年3 月，在國家能源局發(fā)布的《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動方案（2023—2025年）》中明確指出，長慶、大慶、勝利、新疆、塔里木、青海、玉門等油田積極推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電的集中式開發(fā)，支撐油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)清潔用能轉(zhuǎn)型，推進(jìn)實(shí)現(xiàn)燃料替代，這為氫能在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用提供了充分的政策依據(jù)和方向指引。在風(fēng)、光資源豐富地區(qū)，石油企業(yè)在油氣生產(chǎn)礦區(qū)及周邊區(qū)域積極進(jìn)行風(fēng)電和光伏發(fā)電開發(fā)，開展利用可再生能源制氫示范，探索清潔用能替代和綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展，逐步提升“綠氫”在石油生產(chǎn)終端能源消費(fèi)中的比重。

第二，氫能在油田發(fā)展具有可行性。一是西部礦區(qū)可再生能源資源潛力大。油田新能源產(chǎn)業(yè)是未來油田轉(zhuǎn)型升級的重要支柱，未來風(fēng)光發(fā)電大發(fā)展將為綠氫生產(chǎn)奠定堅實(shí)的資源基礎(chǔ)。二是石油風(fēng)光氣氫一體化綜合利用具有經(jīng)濟(jì)可行性。我國已有多個萬噸級綠氫與石油化工產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目在建設(shè)和試運(yùn)行。油田也在積極探索推進(jìn)新能源和氫能融合發(fā)展，對風(fēng)光氣氫項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。

在我國尚未建立以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)的當(dāng)下，石油新能源和氫能產(chǎn)業(yè)處于工業(yè)化示范階段，但石油化工與風(fēng)光氣氫新能源產(chǎn)業(yè)結(jié)合發(fā)展是未來油田高質(zhì)量發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的方向，前景廣闊，未來范圍和內(nèi)涵可能會逐漸拓展到綠氫+綠氧+綠電、綠氫+綠氧+綠電+CCUS 等降碳的更大范疇。可以發(fā)揮油田自身資源和體量優(yōu)勢，依托油田新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，研究發(fā)展綠氫產(chǎn)業(yè)，穩(wěn)步推進(jìn)油田風(fēng)光氣氫一體化發(fā)展。

4

總結(jié)

氫能是具有良好發(fā)展前景的清潔能源，在氫能的生產(chǎn)和利用過程中，不會產(chǎn)生和排放二氧化碳、氮氧化物等污染物。隨著制氫、氫儲能系統(tǒng)及燃料電池等技術(shù)的進(jìn)步，氫能得到了世界上很多國家和大多數(shù)石油公司的高度重視，氫能的規(guī)模化推廣應(yīng)用是滿足能源轉(zhuǎn)型需要、快速實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要舉措。我國可再生能源的資源十分豐富，根據(jù)國家能源局的總體部署，石油企業(yè)正在積極建設(shè)和發(fā)展風(fēng)能、太陽能等新能源。新能源發(fā)電為“綠氫”的生產(chǎn)奠定了良好的資源基礎(chǔ)，通過實(shí)現(xiàn)油田綠氫的綜合利用，包括氫儲能，代替灰氫石油煉化，制備甲醇，代替交通化石燃料等，能夠有效實(shí)現(xiàn)“雙碳”背景下的石油工程技術(shù)革命，積極推動氫能在石油生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)場景中的多用途應(yīng)用，有利于自主消納新能源發(fā)電、替代化石燃料、減少生產(chǎn)耗電，對于助推石油企業(yè)的新能源發(fā)展，促進(jìn)油氣產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和降低二氧化碳排放都具有重要作用。

2025年度氫能產(chǎn)業(yè)“金鼎獎”評審?fù)ㄖ?/strong>

GOLDEN TRIPOD AWARDS 

氫能產(chǎn)業(yè)“金鼎獎”是由“中國氫能 100 人論壇”與“氫能觀察”聯(lián)合主辦的年度重磅行業(yè)評選活動。依托主辦單位的行業(yè)影響力與資源積淀，獎項(xiàng)歷經(jīng)多年發(fā)展迭代，已構(gòu)建起嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的評選體系，成為氫能領(lǐng)域極具公信力與權(quán)威性的標(biāo)桿評選之一。

評選范圍全面覆蓋氫能全產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)，囊括制氫、電解槽、儲運(yùn)及核心零部件等領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)企業(yè)品牌、前沿創(chuàng)新產(chǎn)品、關(guān)鍵創(chuàng)新技術(shù)與典型應(yīng)用案例，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)資源的精準(zhǔn)挖掘與整合。本次評選以“樹立行業(yè)標(biāo)桿、賦能高質(zhì)量發(fā)展”為核心宗旨，通過遴選產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的優(yōu)秀典范，發(fā)揮榜樣示范引領(lǐng)作用，凝聚產(chǎn)業(yè)發(fā)展共識，引導(dǎo)行業(yè)資源向創(chuàng)新驅(qū)動、綠色低碳方向集聚，助力氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、規(guī)范化發(fā)展！

獎項(xiàng)設(shè)置

01 2025 年度氫能領(lǐng)軍人才年度成就、創(chuàng)新應(yīng)用、技術(shù)專家

02 2025 年度氫能制氫裝備領(lǐng)軍企業(yè)ALK/PEM/AEM/SOEC

03 2025 年度氫能燃料電池領(lǐng)軍企業(yè)電堆及相關(guān)核心產(chǎn)品

04 2025 年度氫能儲運(yùn)加裝備領(lǐng)軍企業(yè)液氫、加氫站、壓縮機(jī)等

05 2025 年度氫能測試與裝備領(lǐng)軍企業(yè)綜合裝備、涂布設(shè)備、測試平臺、 測量設(shè)備、激光設(shè)備

06 2025 年度氫能最佳材料部件供應(yīng)商膜電極、雙極板、壓縮機(jī)、傳感 器、氣體擴(kuò)散層、密封材料、質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑、DCDC 等

07 2025 年度氫能交通示范領(lǐng)軍品牌重卡、兩輪、低空經(jīng)濟(jì)

08 2025 年度氫能最佳服務(wù)機(jī)構(gòu)協(xié)會媒體、服務(wù)機(jī)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)園等

09 2025 年度氫能優(yōu)秀項(xiàng)目案例綠氫項(xiàng)目、零碳案例

10 2025 年度氫能年度新銳企業(yè)成立三年內(nèi)新銳企業(yè)評選流程

01 2026 年 1 月 15 日—3 月 20 日征集申報企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)、個人按要求 填寫并提交申報表，組委會審查申報材料。

02 2026 年 3 月 21 日—3 月 25 日專家初評 組織專家對申報材料進(jìn)行初評審核。

03 2026 年 3 月 26 日—3 月 31 日補(bǔ)充材料。

04 2026 年 4 月 1 日—4 月 15 日組織專家就初篩名單進(jìn)行綜合評審，評選出“氫能金鼎獎”。

05 2026 年 4 月 22 日發(fā)布評選結(jié)果，于 CHEC2026 期間舉辦頒獎儀式。

評選報名

張老師 18088655286

劉老師 13756043953

郵箱：qn@21xny.com