宁东能源化工基地脱“灰”奔“绿”

　　宁夏宁东能源化工基地（下称“宁东基地”）是我国四个现代煤化工产业示范区中规模最大、产值最高的园区。一大批煤制油、煤制甲醇、煤基烯烃“超级工程”在此落地，使其成为我国最大的煤制油和煤基烯烃生产基地，与榆林、鄂尔多斯共同构成国家能源“金三角”。

 

　　不过，“碳锁定”对这个现代煤化工基地来说，犹如一道“紧箍咒”。年煤炭消费超过5500万吨、二氧化碳排放超过6700万吨，对煤基产业的依赖造成的庞大碳排放，倒逼宁东基地大规模布局光伏、风电、储能、可再生能源制氢等项目，积极探索可再生能源耦合煤化工发展，“一主线+N特色”、全链条多维度减碳，加速摆脱“灰色印象”，直奔“绿色主题”。

 

　　“更换赛道”替碳

 

　　毛乌素沙地东南缘，一望无际的光伏板纵横交错，形成一片“蓝海”。隆冬时节，在国家能源集团宁夏电力公司宁东复合光伏项目建设现场，挖掘机不停挥臂作业，运输车辆来回穿梭，一派热火朝天的景象。

 

　　该项目位于宁东基地内，是我国开工建设的首批大型风电光伏基地项目之一，也是灵绍直流“西电东送”的重要绿色能源基地。建成后，每年外送37亿度绿电，减少二氧化碳排放310万吨，对实现清洁能源替代、推动能源结构转型具有重要作用。

 

　　而宁东基地大规模上马光伏、储能项目以获取可观的可再生能源，一个重要的意图是利用可再生能源制氢，从而替代煤，更换“赛道”以实现能源转型。

 

　　“我们正在建立新的优势，就是用清洁能源替代化石能源，特别是利用可再生能源制氢以替代煤，实现煤化工产业降耗减碳。”宁东基地管委会主任陶少华说，宁东基地的创新路线是“一主线+N特色”，“一主线”是绿氢耦合煤化工，“N特色”是开展天然气掺氢、氢能交通、涉氢装备制造、液氢储运等应用示范，多角度、多场景构建绿氢全产业链，打造新的经济增长点。

 

　　目前，氢已经成为煤以外的“第二燃料”“第二原料”，现代煤化工与清洁能源产业互补融合成为宁东基地科学有效减碳的新路径。

 

　　宝丰能源集团全方位推动氢能与多种能源形式连接，着力构建“大氢能”图景，其利用“风光互补”模式发绿电，选用单台产能1000立方/小时碱性电解槽制氢，已建成全球单厂规模最大的绿氢生产厂。

 

　　“目前，公司绿氢年生产规模已达到6亿立方，每年可替代原料煤80万吨、减排140万吨，通过绿氢实现煤化工节能减碳的通道已经打通。”宁夏宝丰能源集团总裁刘元管说。

 

　　此外，国家电投1000标方/小时可再生能源制氢示范项目制氢站建设已完成并成功试车；西北地区首个兆瓦级PEM制氢示范项目——京能宁东发电公司200标方/小时质子膜法制氢及氢能制储加一体化项目将竣工投运；宝廷新能源公司高效利用化工副产氢发展氢能，2500标方/小时氢能综合利用升级改造示范项目已竣工投运。

 

　　制备方式多样、利用途径多元、生产成本较低的氢能制备产业体系已经在宁东基地形成，宁东基地正在从绿氢耦合煤化工示范工程向绿氢规模化生产基地转变。

 

　　据宁东基地管委会介绍，2022年绿氢产能已达到2.21万吨。到2025年，将形成绿氢产能8万吨以上，压减煤炭消费90万吨标准煤，减排二氧化碳200万吨以上。到2030年，力争绿氢生产能力达到30万吨，压减煤炭消费360万吨标准煤，减排利用二氧化碳900万吨。

 

　　“全面塑造”减碳

 

　　作为西北地区装机容量最大的火力发电厂，国家能源集团鸳鸯湖公司是宁夏唯一一个双通道外送电源，年外送电量近1200亿千瓦时。近年来，鸳鸯湖公司通过灵活性改造、供汽改造、节能技术改造“三改联动”，供电煤耗降低3克/千瓦时，每年减少碳排放13.7万吨，朝着“绿色电厂”的目标大步前进。

 

　　“我们着眼火电企业长远发展，加快实施电站的节能低碳改造、灵活性改造、供热改造，鼓励电厂参与园区的运行管理，为园区企业提供蒸汽、氮气、氧气等生产要素和原料，进而实现‘四改联动’。”陶少华说。

 

　　通过减煤减碳，大力推进能源绿色转型，使宁东基地高质量发展有了抓手。经过近20年的发展，宁东基地煤化工生产能力达到2600万吨以上。目前，已建成全球单套装置规模最大的400万吨煤炭间接液化、全球单套装置规模最大的220万吨煤制甲醇装置等重大项目，煤制油生产能力达到400万吨、煤基烯烃生产能力达到320万吨，成为全国目前最大的煤制油和煤基烯烃生产基地。

 

　　日前，2022年中国化工园区与产业发展论坛发布2022化工园区高质量发展综合评价结果前30强名单，宁东基地在全国643家化工园区中位列第五名，其中累计固定资产投资排名全国化工园区第一。

 

　　然而，一个无法回避的问题是，现代煤化工产业具有耗煤量大的典型特征。对宁东基地来说，绿色低碳转型发展面临巨大挑战，既要保障能源供应安全，又要承担减排降耗的重压，特别是短期内必须快速降低单位GDP能耗、大幅削减煤炭消耗增量。

 

　　“实现‘双碳’目标本质上是高质量发展问题。要破解碳排放约束，就必须全面重塑能源结构，实现绿色低碳和高质量发展。”陶少华说，宁东基地走的是减煤加氢、减碳增效的路子，通过开展节能减煤加氢5年行动，推动高耗能行业8个重点领域节能降碳专项行动，将使宁东基地煤化工行业系统能效提升8%以上，煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇、超超临界燃煤机组和电解铝等重点耗能产品能效达到标杆水平。

 

　　一些煤化工企业正在挖掘现有项目减煤减碳潜力，由高碳向低碳、低端向高端转型升级。国能集团宁夏煤业公司开展成品油质量升级、实施减碳方案。为推动煤制烯烃项目高质量发展，选择应用DMTO三代技术，项目建成后综合能耗降低35%，年节煤136万吨，减少二氧化碳排放278万吨。

 

　　此外，宁东基地还严格论证新建项目可行性，力争在有限的能耗和碳排空间内，创造更大的产出效益。近年来，系统实施煤制油、煤基烯烃、煤制乙二醇、精细化工、高性能纤维材料、锂离子电池材料、电子材料和专用化学品、绿色环保八大细分产业链和清洁能源、装备制造、生产性服务业三大重点特色产业，从而尽快形成低碳产业生态。

 

　　“变废为宝”用碳

 

　　现代煤化工生产过程中会产生大量的碳排放。从长远来看，除了优化技术工艺、提高煤化工与新能源融合度之外，还必须上马规模可观的二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）项目，以实现“变废为宝”。

 

　　而宁东基地煤化工二氧化碳排放大、浓度高，距中石油鄂尔多斯盆地近，建设煤化工百万吨级CCUS示范项目具有良好的应用场景。

 

　　据国家能源集团宁夏煤业公司介绍，该公司合作建设的二氧化碳回收提纯装置，每年可回收二氧化碳20万吨，主要用于食品封存和井下防护。另外，与中石油长庆油田开展合作，拟建设宁东基地煤化工百万吨级CCUS示范项目，捕集煤制油项目二氧化碳，经管道输送至中石油长庆油田各采油井用于驱油。

 

　　“我们把二氧化碳捕集、封存与利用作为减碳的重要手段，一次规划、分期实施，分两期建设百万吨级煤化工CCUS示范项目，一期于‘十四五’末前建成100万吨/年CCUS规模，二期于‘十五五’末前再建成150万吨/年CCUS规模，CCUS总能力达到250万吨/年。”陶少华说，一期项目已经具备开工条件，预计2023年上半年就可形成40万吨/年CCUS规模。

 

　　通过建设煤化工百万吨级CCUS示范项目，建成德大气体40万吨食品级液体二氧化碳项目，引进敦华10万吨二氧化碳捕集液化项目，积极探索二氧化碳加氢制甲醇技术路径，宁东基地力争在碳中和上走出一条独具特色的路径，力争至2025年，单位GDP能耗下降15%以上。