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我国首个万吨级新能源制氢项目成功在内蒙古产出第一方“绿氢”

▲现场图片。李时宇/摄

6月29日,我国首个万吨级新能源制氢项目——内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗纳日松光伏制氢产业示范项目(以下简称“纳日松项目”)成功制取第一方氢气。此次制取绿氢的成功,是鄂尔多斯绿氢制取迈出的一小步,实则是我国绿氢发展迈出的一大步,将为我国绿电制氢规模化、商业化发展积累宝贵经验。

以光伏制氢为氢源

纳日松项目是内蒙古自治区第一批风光制氢一体化示范项目,是鄂尔多斯、内蒙古自治区、全国乃至全球首个最大的万吨级新能源制氢项目,由中国三峡新能源(集团)股份有限公司与满世投资集团有限公司合资建设。项目利用采煤回填区建设光伏电站,年均发电量约为7.4亿千瓦时,其中20%将直接输送至当地电网,剩余80%用于绿氢生产。项目安装15套1000标方/小时的碱性电解制氢装备,年产氢气约1万吨、氧气约8万。

“内蒙古光照条件优越,为新能源制氢提供丰富资源和较低电价水平,尤其是在鄂尔多斯区域,其光照条件在全国范围内都是比较好的,同时我们利用大面积的采煤沉陷区域建设光伏电站,充分利用了内蒙古原有的产业基础。”三峡新能源(集团)股份有限公司内蒙古分公司党委委员、副总经理、兼鄂尔多斯市瀚峡新能源有限公司董事长周渊向《中国能源报》记者介绍。

基于此,纳日松项目高效、密切结合太阳能与氢能两大清洁能源,利用太阳能产出的绿电,将水通过电解水装置分解成氢气和氧气,通过探索无污染、零排放的绿电制氢新模式来解决可再生能源高比例并网存在的电力消纳这一核心问题。

“内蒙古非常适合推广可再生能源制氢,可以将内蒙古地区打造成大规模风光绿氢制造基地,成为绿氢的源端生产地。”该项目技术负责人季孟波表示。一方面,内蒙古有较丰富煤炭及化工企业,目前煤化工绿氢替代的需求量约600万吨;自治区内重型柴油机车、矿用重型卡车、矿山机械、各类采运矿车、物流车辆接近50万辆,如果推行交通重卡燃料,替代现有燃油重卡,绿氢的需求量约为600万吨。发展绿氢可优化内蒙古能源产业结构,同时又有大规模绿氢消纳场景。“加上自有电网灵活调度和持续政策支持等独特优势加持,内蒙古是全国最好的发展绿氢产业的区域。”季孟波说。

实现绿电效益最大化

面对新能源的高度波动性和不确定性等特点,将绿电和制氢结合起来可发挥各自优势,更好促进波动性新能源消纳利用,同时加快推进绿氢规模化生产应用。

周渊指出,受早晚光照不同影响,光伏发电具有不稳定、间歇性等特性,而制氢是一个连续产氢的状态,需要稳定电源供电。因此,虽然制氢和光伏各自在技术、系统等方面都已较为成熟,但要实现光伏和制氢系统更好地结合,需要在模式上提出创新并持续摸索。

光伏氢能的紧密结合,技术创新不可或缺。为了保障电网安全稳定运行,纳日松项目首次大规模使用万安培级IGBT(绝缘栅双极型晶体管)电源代替传统的晶闸管。季孟波介绍,纳日松项目采用万安培级IGBT电源作为碱性电解槽整流电源,可以确保规模化制氢对电网更加友好,系统综合转化效率更高,对国内制氢电源的技术发展具有引领示范作用。

“在此之前,绿电制氢项目会大规模采用晶闸管整流电源,晶闸管方案功率因数低、谐波畸变率高、响应速度慢,使得绿电的波动间歇特点难以很好跟随绿氢响应。”周渊表示,IGBT全控整流电源优秀的电网友好性、超快的动态响应速度,能够快速精准,且安全高效的跟踪绿电出力,实现绿电就地消纳,绿电效益最大化,因此纳日松项目率先大规模采用IGBT整流电源。

打通绿氢闭环商业模式

得益于良好的资源禀赋及持续的政策支持,《中国能源报》记者获悉,已有大量绿氢项目落地内蒙古,全区已批复30个示范项目,是国内规划建设绿氢示范项目最多的省(区),预计年底,内蒙古将形成10万吨绿氢产能,2025年产能将达到52万吨。“当前,内蒙古深入推进能源绿色转型低碳发展,地方政府对氢能的支持政策,让企业看到其今后氢能发展的巨大潜力。”周渊指出。

《中国能源报》记者了解到,发展绿氢,内蒙古不遗余力,以小博大、借力打力,充分发挥了杠杆效应,打通了绿氢闭环发展的商业模式,为当地绿氢发展奠定了扎实的基础,彰显了当地政府智慧。

凭借国内所独有的区属电网优势,内蒙古坚定出台支持政策,支撑新能源制氢一体化项目发展,允许新能源制氢项目年上网电量可达其年总发电量的20%,且占用盟市保障性消纳空间,上网电费则按照自治区电力市场相关要求执行,率全国之先支持企业既卖氢又卖电,以卖电支持卖氢,极大提振了新能源企业赴蒙发展绿氢的热情,也为当地新能源进一步规模化发展扫清了障碍,铺平了道路。

显而易见的是,当地新能源规模的壮大,撬动了新能源装备制造业的强劲发展,装备制造用电负荷呈现出蓬勃之势;而装备制造业规模化发展又将大幅有效降低装备成本和绿电成本;绿电成本的降低又反哺当地制氢规模的提升,完美呈现“由氢惠氢”的绿氢商业闭环场景。

当地政府仅依托微调了新能源制氢项目的上网比例,就实现了当地源、网、荷、储的一体化高效有机协同发展,杠杆效应随处可见。而首创新能源制氢全封闭商业模式也为全国贡献了新能源制氢的“内蒙古智慧”。

文丨本报记者仲蕊

责任编辑:央宗    

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