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“三柔”綠電氫氨醇核心技術引領未來氫能產(chǎn)業(yè)綠色創(chuàng)新發(fā)展
發(fā)布時間：
2025-04-08 10:51
來源：
綜合管理部
作者：
黃宇巍
在當今科技日新月異、能源格局深度變革的時代，氫能已作為一種清潔、高效和可再生的能源，迎來前所未有的發(fā)展機遇。全球氫能產(chǎn)業(yè)以其獨特的優(yōu)勢，引領人類社會走向一個更加綠色、低碳和可持續(xù)發(fā)展的未來，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃的態(tài)勢。
中國能源建設集團湖南省電力設計院及所屬湖南化工設計院為國內(nèi)唯一一家同時具有電力、化工行業(yè)工程設計雙甲級資質(zhì)技術單位，在新能源大基地+綠色氫氨醇上具有獨特的“大基地規(guī)劃優(yōu)勢、能源化工技術優(yōu)勢、系統(tǒng)集成優(yōu)勢”，電源容量優(yōu)化配置理論及應用基礎扎實，風光儲氫氨醇全流程柔性協(xié)同優(yōu)化配置，豐富的傳統(tǒng)合成氨和合成甲醇設計經(jīng)驗。在新興能源領域氫能產(chǎn)業(yè)電氫氨醇一體化技術上，近年來重點在多穩(wěn)態(tài)綠氨合成、低溫低壓柔性綠氨合成、生物質(zhì)氣化耦合綠氫制綠色甲醇、非化石來源CO2+綠氫制甲醇方向開展技術攻關。2024年，中國能建湖南院與化工院聯(lián)合申報的“新興能源領域氫能產(chǎn)業(yè)電氫氨醇一體化技術平臺建設”成功入圍湖南省2024年中央引導地方科技發(fā)展資金項目，標志著綠色氫氨醇戰(zhàn)略在政府科研立項中取得重大突破，獲得中央引導地方科技發(fā)展資金支持。
綠氫方面。化工院在綠氫領域的研究與開發(fā)始于水電解技術的基礎研究，并逐步擴展到系統(tǒng)集成和應用技術，目前涵蓋堿性水電解（ALK）和質(zhì)子交換膜水電解（PEM）兩大主流技術，已成功開展及參與多個綠氫相關科研課題。這些課題的研究體現(xiàn)了化工院在綠氫生產(chǎn)技術方面的專業(yè)能力，并使化工院具備了在系統(tǒng)集成和應用開發(fā)方面的深厚實力。
綠氨方面。（1）多穩(wěn)態(tài)綠氨合成工藝方向。在傳統(tǒng)合成氨技術的基礎上，已形成自有的全系統(tǒng)、多穩(wěn)態(tài)的綠氨合成工藝包和專有技術，可提供相關項目方案設計、可研、基礎設計和詳細設計等技術服務。參編《風光氫儲氨醇一體化多穩(wěn)態(tài)柔性合成氨技術要求》綠氨團體標準已正式發(fā)布實施。（2）低溫低壓柔性綠氨合成工藝方向。已完成適用于萬噸級低溫低壓柔性綠氨的反應器、綠氨工藝及先進控制系統(tǒng)的方案設計;在已完成靜態(tài)模擬計算的基礎上，開展工藝系統(tǒng)及反應器動態(tài)仿真，以驗證合成反應器、工藝方案、先進控制系統(tǒng)和整個系統(tǒng)的達標性、安全性和經(jīng)濟性，以期性能達標、本質(zhì)安全、成本最優(yōu);根據(jù)動態(tài)仿真結(jié)果，在后續(xù)工程項目中開展優(yōu)化定型設計。
綠甲醇方面。（1）在生物質(zhì)氣化耦合綠氫制綠色甲醇方向，依托雙鴨山項目論證了傳統(tǒng)甲醇合成工藝與綠氫耦合的操作彈性。在項目后期實施過程中，形成自有的生物質(zhì)氣化耦合綠氫制綠色甲醇的工藝包技術和工程設計。目前正在參與中國檢驗檢測學會《生物質(zhì)制甲醇技術規(guī)范》團體標準的編制工作。（2）在非化石來源CO2+綠氫制甲醇方向，已完成了部分催化劑生產(chǎn)研究單位的調(diào)研和技術交流，可選擇合適的催化劑研究機構進行技術合作。具備整合工藝技術路線及催化劑的系統(tǒng)設計方案、形成自有關鍵技術的能力。
特別在電—氫—氨三柔性耦合制綠氨集成技術方面，基于新能源氫能大基地項目特點，與中國能建湖南院電力系統(tǒng)規(guī)劃、新能源工程公司等部門高度一體化協(xié)同，從電力系統(tǒng)、新能源前端到氫氨醇化工部分后端，打造一套三柔工藝（柔性微電網(wǎng)、柔性制氫、柔性制氨）、兩類AI模型（電氫氨協(xié)同柔性互動系統(tǒng)配置模型、適應三柔工藝的優(yōu)化控制模型）、三種典型微網(wǎng)方案（并網(wǎng)型、聯(lián)絡開關型、獨立型）、推動多個落地場景。
二是積極參與一大批氫氨醇項目相關技術工作
2024年度，參與了集團內(nèi)外多個氫氨醇項目的咨詢、設計、項目管理等服務工作，其中集團內(nèi)部項目包括：中能建松原氫能產(chǎn)業(yè)園綠色氫氨醇一體化項目、中能建疏勒縣100萬噸氫基化工基地項目、雙鴨山綠色甲醇與綠色航油一體化項目、張掖綠氫合成氨一體化示范項目、民勤綠氫合成氨一體化項目、酒泉綠電制氫合成氨一體化項目、葉城縣新能源制氫制綠氨綠醇項目、興安盟綠色甲醇一體化示范項目、綠色氫氨醇華東區(qū)域布局可研鹽城基地綠色甲醇項目、綠色氫氨醇華東區(qū)域布局可研舟山基地綠色甲醇項目等；集團外部項目包括：華能雅江公司山南市瓊結(jié)縣光伏+液氧液氮空分源網(wǎng)荷儲一體化項目、中碳航科爾沁右翼前旗風光制氫合成氨一體化項目、河南省洛陽石化“源網(wǎng)荷儲”50MW風電加氫儲能一體化示范項目、山東萊州綠電氫氨一體化項目等。此外，受建設單位的委托，化工院還對中能建廣安經(jīng)開區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)園（天然氣制氫+綠電制氫）項目、張掖綠氫合成氨一體化示范項目、寧夏漢氫技術有限公司年產(chǎn)1.2萬噸電解水制氫項目的可行性研究報告進行了評審。
特別是依托電—氫—氨三柔性耦合制綠氨集成技術，先后編制完成《工信部綠電綠氫綠氨示范項目一體化方案》、《青海省察爾汗鹽湖綠氫—綠氨—金屬鎂—高純氫氧化鎂—氯化銨一體化項目方案》、《萊州綠電氫氨一體化項目方案》、《世界首例孤網(wǎng)“三柔（柔性綠電、柔性制氫、柔性制氨）耦合”集成系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)示范項目建設方案》等多個項目的建設投資方案，為這些項目的投資決策、項目策劃、利潤指標確定等出謀劃策。
三是持續(xù)加大技術調(diào)研交流和人才培養(yǎng)提升
綠色氫氨醇屬于戰(zhàn)新產(chǎn)業(yè)，對人員的綜合素質(zhì)、技術水平等提出了更高的要求，化工院組建相關工作專班，制定了全面的人才培養(yǎng)計劃，通過技術調(diào)研、技術培訓、參加產(chǎn)業(yè)論壇等多種方式，使技術人員能夠全面了解綠色氫氨醇相關技術發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢、系統(tǒng)掌握綠色氫氨醇相關基礎理論知識和技術要點，為綠色氫氨醇業(yè)務發(fā)展提供強有力的人才支撐。
2023年10月-2024年5月，針對生物質(zhì)氣化技術以及甲醇合成技術，現(xiàn)場調(diào)研了美國AP公司、中科合成油、上海澤瑪克、安徽國禎生態(tài)、華東理工大學、惠生工程公司、上海浦名、大連化物所、山西煤化所、合肥德博、上海高研院、西南化工院等單位。
2024年3月，針對低溫低壓合成氨釕基催化劑技術，現(xiàn)場調(diào)研了福州大學化肥催化劑國家工程研究中心；
2024年1-4月，現(xiàn)場調(diào)研了國內(nèi)8家主要的PEM水電解制氫設備供應商，包括康明斯恩澤（廣東）氫能源科技有限公司、淳華氫能源科技（湖南）有限公司、上海文景能源科技有限公司、北京中電豐業(yè)技術開發(fā)有限公司、山東賽克賽斯氫能源有限公司、中船（邯鄲）派瑞氫能科技有限公司、東方電氣氫能科技有限公司、鷺島氫能（廈門）科技有限公司等；
2024年3-6月，對國內(nèi)幾家氫氣純化設備供應商進行了現(xiàn)場考察，包括四川亞聯(lián)氫能科技股份有限公司、上海漢興能源科技股份有限公司、成都天成碳一化工有限公司、成都升力科技有限責任公司等；
2024年5-6月，針對綠色航煤費拓合成技術，現(xiàn)場調(diào)研了中清科技、科萊恩、霍尼韋爾、Shell、中航油、莊信萬豐、民航二所、賽鼎工程公司、山西煤化所、武漢大學環(huán)境學院肇慶分院、中石化廣州院、PAC公司、上海高等研究院、華東師范大學、江南大學、雪弗龍、北京清潔低碳能源研究院、寧煤煤制油油廠、中石化石科院等20家單位；
2024年6月，針對反應器仿真模擬優(yōu)化，對湘潭大學化工學院進行了現(xiàn)場調(diào)研；
2024年6月，針對綠氨先進控制系統(tǒng)及動態(tài)仿真模擬，對北京清云智通公司進行了現(xiàn)場調(diào)研；
2024年6月，針對福州大學催化劑使用案例，現(xiàn)場調(diào)研了江蘇禾友化工；
2024年9月，針對反應器及工藝系統(tǒng)仿真模擬優(yōu)化，對湖南大學化學化工學院進行了現(xiàn)場調(diào)研；
2024年10月，為推進青海省察爾汗鹽湖項目，深入了解電解鎂、氫氧化鎂生產(chǎn)工藝成熟度以及相關產(chǎn)品（金屬鎂、鎂合金及氫氧化鎂、氧化鎂、鎂砂等）的銷售情況，對青海鹽湖鎂業(yè)有限公司、西部鎂業(yè)有限公司進行了現(xiàn)場調(diào)研，并與格爾木市工信局、招商局、能源局等政府部門進行座談交流；
2024年11月，針對電催化氮氣還原合成氨技術，對清華大學化學工程系-工業(yè)催化中心、浙江大學化學工程與生物工程學院進行了調(diào)研及技術交流。
2024年度，組織相關技術培訓、產(chǎn)業(yè)論壇學習交流：
2024年1月，針對雙碳及綠證，參加了湖南省發(fā)改委組織的《全省資環(huán)系統(tǒng)專題學習交流會》；
2024年3月，參加了《2024中國國際清潔能源博覽會及2024年中國國際氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)展覽會》；
2024年4月，參加了香橙會研究院舉辦的《2024風光氫氨醇產(chǎn)業(yè)鏈峰會》；
2024年5月，參加了由中船（邯鄲）派瑞氫能科技有限公司主辦、中國工業(yè)氣體工業(yè)協(xié)會氫氣專業(yè)委員會協(xié)辦的《2024年度制氫技術與安全生產(chǎn)交流會暨第四十二期培訓班》；
2024年5月，參加了由上海亞化咨詢公司主辦的2024 中國國際可持續(xù)航空燃料（SAF）技術經(jīng)濟研討會及2024船用綠色甲醇和綠氨燃料論壇；
2024年8月，參加了由中國石油和化工勘察設計協(xié)會主辦的《石油和化工工程綠色低碳發(fā)展大會》；
2024年11月，參加了中電工程生物質(zhì)能技術中心舉辦的 2024 年生物質(zhì)能技術培訓和交流會；
2024年11月，參加了由勢銀和三一氫能聯(lián)合主辦的《2024勢銀氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)年會》。
氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，中國能建湖南院及湖南化工設計院依托國內(nèi)獨家電力、化工行業(yè)雙甲級一體化技術單位，將發(fā)揮新能源大基地+綠色氫氨醇上具有獨特的大基地規(guī)劃優(yōu)勢、能源化工技術優(yōu)勢、系統(tǒng)集成優(yōu)勢，利用化工院豐富的氫氨醇工程設計、系統(tǒng)優(yōu)化能力，自有的全系統(tǒng)、多穩(wěn)態(tài)的綠氫氨醇工藝包和專有技術，推進項目方案設計、系統(tǒng)仿真、優(yōu)化設計、工程應用，助力氫能產(chǎn)業(yè)綠色創(chuàng)新發(fā)展。
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