石化企业奋进新能源“战场”

  《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会(COP28)提出,到2030年,太阳能和风能等可再生能源比的现有产能增加2倍,并以公平、有序和公正的方式转变脱离化石燃料,到2050年实现净零排放。石化联合会副会长傅向升指出,这些新的措施和要求将对我国石化产业发展产生深远影响,2024年,我国石化产业将面临能源转型加速、绿色低碳转型进程加快的新形势。

  在此背景下,记者注意到,近日各大石化央企的2024年度工作会议相继举行,加快培育战略性新兴产业、加速绿色低碳转型普遍是其工作重点。事实上,新能源已然成为新一轮产业革命的“主战场”。目前石化企业进军新能源产业的“战况”如何?我国新能源体系建设水平又如何?对此,专家有话要说。

  “气候危机”引发关注 新能源成破局关键

  COP28秘书处公布的技术报告显示,国际社会迄今为止的集体努力甚至不足以实现《巴黎协定》规定的2℃温控目标,留给1.5℃温控目标的窗口期更是急速缩小。联合国秘书长古特雷斯在COP28高级别开幕式上表示,人类命运已“危在旦夕”,世界各国必须立即行动起来,结束气候灾难。

  “2018年以来,全球不同部门的气候融资流动一直在增加。”中国工程院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌说,“为什么有这么多积极信号,但从实际成效来看步伐又不够快?事实上,其中存在许多挑战,核心问题是没有大规模稳定使用新能源的技术体系。”

  贺克斌进一步解释说,新能源技术体系包括四大核心技术板块——硅能、储能、氢能、智能。在这4个领域中,均存在大量的技术梗阻点。他举例说:“新能源装备大概20~30年就会报废。按照温控目标1.5℃和2℃的情景来看,到2050年,仅仅太阳能的光伏废弃物就可以达到2019年全球电子废弃物的5~10倍,但是目前对于这些废弃物我们没有很好的处理技术。这个梗阻点足够让体系运转不起来,或者成长不大。”

  挑战之中暗藏机遇 全球化企急速布局

  据清华大学碳中和研究院发布的《2023全球碳中和年度进展报告》,现在全球有超过150个国家提出了碳中和目标,覆盖全球80%以上的二氧化碳排放量、GDP和人口。贺克斌说:“近期碳中和目标带来的是压力;但从中长期来看,碳中和带来的绝对是发展动力。世界经济正在从对能源的资源依赖走向对能源的技术依赖,谁能够抢先建成大规模稳定使用的新能源技术体系,谁就抢占了下一轮经济发展的先机。”

  中国石油化工集团有限公司副总经理、党组成员吕亮功表示,面对全球能源供需体系的深刻变革,全球能源企业纷纷调整发展战略,着力打造竞争优势,抢占发展先机。他说:“这些企业在储能技术、氢能技术、CCUS技术方面集中发力,绿色低碳技术的迭代速度明显加快,已经成为石油石化行业竞争的新方向。”

  这从近年来全球氢能产业的发展动向可见一斑。

  2021年10月,道达尔能源联合多家公司成立了全球最大的氢基金,金额达17亿美元,主要用于美洲、亚洲和欧洲的氢能投资;2022年,BP收购澳大利亚“亚洲可再生能源中心”项目40.5%的股权,该项目年产约160万吨绿氢;在COP28举行期间,印尼国有电力供应商PLN和国有化肥制造商Pupuk Indonesia与沙特能源开发商ACWA Power达成协议,共同开发绿氢和绿氨项目,工程费用估计将超过10亿美元。

  国内石化企业也迎头赶上。2023年5月5日,氢能应用现代产业高质量发展推进会暨专家咨询委员会成立大会透露,目前已有超过40家央企加入氢能赛道,涵盖制、储、运、用全链条。中国石化、国家能源集团、中国航天科技集团等在化石能源制氢及应用方面优势突出,主导或参与了国内绝大部分的绿氢项目。国家电投集团、中国建材等在部分车用储氢容器的材料、技术、装备方面处于示范阶段,中国石化纯氢管道输送技术已趋于成熟。此外,中国石化、国家能源集团、国机集团均已完成压缩机、加氢机等关键设备研发。

  2023年8月30日,我国目前规模最大的光伏发电直接制绿氢项目——中国石化新疆库车绿氢示范项目全面建成投产,绿氢规模化工业应用实现零的突破。值得一提的是,该项目所用的光伏组件、电解槽、储氢罐、输氢管线等重大设备及核心材料全部实现国产化。

  能耗强度降速最快 中国技术崭露头角

  2023年对于国内新能源产业而言是个极为重要的年份。在这一年,我国可再生能源发电装机累计达到14.5亿千瓦,历史性超越火电装机;可再生能源发电量超过3万亿千瓦时,约占全社会用电总量的1/3。此外,我国还有多个“全球首个”“全球最大”新能源项目启动。

  这是否意味着我国在新能源体系建设方面已经走到了世界前列?中国能源汽车传播集团有限公司党委书记、董事长谢戎彬给出了肯定回答。“新时代以来,我们以年均3%的能源消费增速支撑了年均6.2%的经济增长,成为全球能耗强度降低最快的国家之一。依靠持续的科技创新,中国在部分领域已经实现从跟跑为主到跟跑、并跑、领跑‘三跑’并存的历史性转变。”他说。

  国家发展和改革委员会能源研究所研究员、中国宏观经济研究院主任姜克隽也表示,2020年,世界上200多种零碳相关的技术中,有70%左右的知识产权属于发达国家,我国面临极大的技术竞争压力。但近年来,我国在技术方面取得了显著进步,某些领域已达到世界领先水平。

  “沈鼓的产品已经覆盖能源与化工所有细分市场领域,累计承担了200多项国产化首台套设备的研制,并且100%成功,形成了2000多项世界一流或领先水平的核心技术,为能源与化工产业从安全可控到绿色低碳转型提供了关键核心动设备保障。”沈阳鼓风机集团股份有限公司党委书记、董事长兼CEO戴继双说,“2023年,我们为国内首批商业化绿氨项目研制了核心设备。下一步,我们将加快推进氢能全产业链的布局,不断制造和开发满足上游工业富产氢、绿氢、蓝氢制备,中游存储和氢管道输送,以及冶炼和燃料电池所需要的全产业链自主化关键设备解决方案。”

  像这样的例子还有很多。2023年11月3日,隆基绿能科技股份有限公司宣布,该公司自主研发的晶硅—钙钛矿叠层电池效率达到33.9%,全球晶硅—钙钛矿叠层电池效率最高纪录第一次由中国光伏企业创造。中国光伏行业协会副秘书长江华表示,一旦这种高效率的电池技术实现量产,将促进光伏发电成本大幅下降,对于推动我国乃至全球光伏市场增长都是绝对利好,可带动能源变革和能源转型。

  破除能源“不可能三角” “三创新”引领绿色发展

  技术进步带来了曙光。在国与国、企业与企业的竞争之中,种种看似不可解决的问题得到解决,大规模稳定使用新能源的技术体系也许离我们并不遥远。

  “在能源发展的系统里,一直有个‘不可能三角’,即能源的易得性、公平性和经济性,这三者难以完全兼顾。但是近些年来,我们认为,太阳能的发展已基本上解决了这个问题。”隆基绿能创始人、总裁李振国谈道。

  中国海洋石油集团有限公司总经理助理曹新建介绍说,2010年,陆上风电和太阳能光伏的全球加权平均水平化电力成本(LCOE)比最低化石燃料燃烧成本分别高出95%和710%;2022年,新陆上风电项目的全球加权平均LCOE比最便宜的化石燃料解决方案低52%,太阳能光伏则比最便宜的化石燃料解决方案低29%。“技术的迭代对于新能源的发展起到了至关重要的作用。”曹新建说。

  中国石化集团公司党组书记、董事长马永生表示:“可以预见,随着绿色低碳技术水平和经济性的持续提升,我国绿色低碳转型步伐将进一步加快。”

  清华大学电机工程与应用电子技术系教授、国家能源互联网产业及技术创新联盟电力碳中和专业委员主任夏清则认为,建立新型能源系统不仅需要技术创新,还需要商业能力创新和体制创新。其中,体制创新可以使技术创新的价值得以发挥,并孕育新的商业模式,因此最为重要。

  “高比例新能源系统需要怎样的体制机制?”夏清举例说,当新能源在电网中的占比增加后,问题也随之出现,主要是新能源的波动性和负荷的供求关系不同步的问题,为此,应加快现货市场建设,通过分时电价来吸引调动用户端储能。“能源革命不仅发生在供给侧,我们更需要的是需求侧改革。改革只有从需求侧入手才能撬动整个产业链的真正市场化。”他说。

  清华大学经济管理学院院长白重恩则指出,在建设新型能源体系时,既要实现高效率的碳中和,又要实现安全的碳中和。

  “未来社会需要什么样的能源体系,它将如何重新定义能源三角之‘经济高效’?”这是由中国石化集团经济技术研究院有限公司编著的《中国能源展望2060(2040年版)》最后一章提出的问题。志不求易者成,事不避难者进,石化行业正为此付诸努力。


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