库车光氢一体新范式：中石化如何用一个场景打通整个绿氢产业链

西部可再生能源装机容量迭创新高，绿电高质量开发利用提上日程。中石化位于新疆阿克苏库车的全球最大绿氢基地，通过一个项目、一个场景，打通了整个绿氢产业链，不仅有效化解了绿电消纳难题，更是通过关键技术、关键设备的国产替代，实现了绿氢制、储、输、用的大规模、低成本、高效率。

英特尔创始人戈登·摩尔在1965年提出：一块芯片上能容纳的晶体管数目，每隔18个月就会增加一倍，并由此带来计算性能提高一倍。这就是著名的摩尔定律。近几十年来，摩尔定律在包括芯片行业内的几乎所有高科技行业都适用。虽然，它仅仅被视为一种思考未来的角度，而不是物理定律或者自然规律。

但是，在过去相当长时间内，人类认为摩尔定律在新能源领域是失灵的。因为，锂电池的能量密度提升是有限的，风能光能的转换效率也是有限的。在氢能领域，更是如此。半个多世纪以来，美国、日本、德国先后把氢能作为国家战略，投入巨大人力物力，直到今天，氢能都没有实现真正意义上的产业化。

然而，在这个科技爆炸的大时代，一切皆有可能。

就像光伏在过去二十年中的产业化，让现在的绿电足够便宜一样，电解水制氢的产业化，只是时间问题。而绿电与绿氢，这两个同样充满着巨大潜力的行业，一旦结合在一起，所爆发出来的巨大能量，将超乎想象。

绿氢产业的发展，就像竹子，在地下生长的数年中，人们一直知道它就在那里，却看不到它，一旦破土而出，就会势不可挡。

01库车绿氢的底层逻辑

人类历史上每一次工业革命，都是以能源革命作为重要动力；而每一次能源革命，又都是以技术革命为先导。只有把核心技术掌握在自己手中，才能真正掌握竞争和发展的主动权。

氢能是人类的终极能源。国家发布的《氢能产业中长期发展规划（2021-2035年）》中提倡的“可再生能源制氢”，就是指绿氢。

让赶碳号有些自豪的是，全球最大的在建绿氢产业化项目，没有出现在美国、日本、德国这些在技术上领先、顶层设计更早的老牌氢能国家，而是诞生在了我国新疆的阿克苏。中石化，让绿电和绿氢在新疆库车绿氢示范项目上，实现了合体。

不久的将来，人们谈论起这里时，也许不再只是阿克苏苹果，还会想到这场商业实践。

这是国内首次规模化利用光伏发电直接制氢的项目，总投资近30亿元，主要包括光伏发电、输变电、电解水制氢、储氢、输氢五大部分。项目将新建装机容量300兆瓦、年均发电量6.18亿千瓦时的光伏电站，年产能2万吨的电解水制氢厂，储氢规模约21万标立方的储氢球罐，输氢能力每小时2.8万标立方的输氢管线及配套输变电等设施。

官方信息显示，项目在明年6月建成投产后（有媒体报道称今年底即可完工），生产的绿氢将供应中国石化塔河炼化，替代现有天然气化石能源制氢，预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨，为当地贡献1.3亿的GDP，创造1800多万的税收。

在《中国上市公司碳排放排行榜》上，中国石化以1.7亿吨/年的碳排放高居第6位。与此同时，中国石化的碳排放强度堪称优秀，每万元营收对应0.81吨。这个数字是排放位列第17名、强度排在第一的京能电力的四十分之一。在前50家企业中，中石化的碳排放强度最低，在前100名中，位列90位。但是毕竟，1.7亿吨的总量在那里摆着，压力依旧巨大。

在此，赶碳号做个大胆假设：以库车项目计算，如果每两万吨绿氢可以减排48.5万吨二氧化碳，中石化自身1.7亿吨的年碳排放总量，大约需要700万吨的绿氢来中和。这相当于搞出350个库车项目，中石化就能实现碳中和。

《财经》杂志，“*”为制榜者测算

再算笔经济账，生产这700万吨绿氢，大概需要多少成本呢？

绿电至少占到绿氢生产成本的70%以上。从行业发展趋势上看，绿电会越来越便宜，绿氢材料成本也会越来越低，氢的生产成本只会不断降低。

根据国际氢能委员会（Hydrogen Council）预测，到2030年，绿氢生产成本将降低至1.4-2.3美元/公斤（按当前汇率约合9.4-15.5元人民币）。也就是说，这700万吨绿氢的生产成本，在8年以后的2030年，生产成本大概在650亿-1000亿人民币左右。赶碳号同样还以库车项目来机械计算，这其实还意味着创造450亿的GDP，60多亿的税收。这还没考虑到碳汇，你们说，这笔账划算吗？

中石化不要说搞700万吨绿氢，就是100万吨的规模，综合效益都将是惊人的。

截至2021年末，我国已实现氢气产能4000万吨/年，产量约为3300万吨/年。这其中，绝大部分是灰氢和蓝氢。中石化年产氢气390万吨，占全国11%。库车绿氢项目，有望为我国能源化工行业的脱碳，寻找到一条解决路径。

能源化工行业虽然既是排碳大户又是用氢大户，但这700万吨绿氢却未必全部都能用于自身生产。但别忘了，中石化还拥有3万多座加油站，其中一部分将改造成为油氢混合站。目前，中石化已在燕山石化、高桥石化等企业建成7套氢纯化生产装置，并在广东、上海等17个省区市建成加氢站31座。到2025年，中石化将建成1000座加氢站或油氢混合站、7000座分布式光伏发电站点。三年时间，一晃而过，这是一盘多大的棋，各位自行脑补。

中石化新星公司陕西冯雷农光互补项目

赶碳号从一份公开资料中看到，中石化的自身定位是“争当油气增储上产的推动者、洁净能源供应的引领者、国际能源合作的重要参与者”。从“洁净能源供应的引领者”这个角度，它立志要做“中国第一氢能公司”，也就不难理解了(参见赶碳号原创：)。

当然，一向非常市场化的中石化，在氢能发展战略上肯定不会一蹴而就。其推进思路大体是“大力发展氢能，既要用好工业副产氢，更要加快推进可再生能源电解水制氢，不断提升绿氢比例。”

制备绿氢不难，难在制、储、输、用四个环节的“大模”、“低成本”、“高效率”，用三个字来表述，其实就是产业化，产业化之难，是难在技术。关键是，库车绿氢项目是怎么做到的？

02一个绿氢项目，整合带动起一系列国产技术与设备

一个不容否认的事实，我国氢能产业部分核心关键技术与世界先进水平仍有较大差距。

在电解水制氢环节，赶碳号此前介绍过，目前的技术主要有三类：碱性水电解制氢技术、质子交换膜（PEM）电解制氢技术、固体氧化物电解制氢技术。质子交换膜电解槽，就如同电解水制氢的“心脏”。在这一块，中石化自主研发，并且在应用上已经取得突破。

去年11月，中国石化首套质子交换膜（PEM）制氢示范站在所属燕山石化启动投用，这标志着中国石化自主研发的国产PEM制氢设备打通了从关键材料、核心部件到系统集成的整套流程。

中国石化首套质子交换膜（PEM）制氢示范站

该示范站采用中国石化所属石油化工科学研究院自主研发技术，将光伏发电等可再生绿电制成绿氢，生产应用全过程零碳排、零污染。据相关负责人介绍，该示范站的核心部件质子交换膜电解槽，制氢效率达85%以上，其阴阳极催化剂、双极板等关键材料部件均实现国产化。

中国石化在推进库车绿氢项目过程中，对于项目工艺技术和所有重大设备、机械均采用国产化设备，并采用“揭榜挂帅”等方式提出设备先进性要求。这对于促进国内制氢设备产业的快速发展，提供了大规模商用的场景。与此同时，所有绿氢用于塔河炼化，也有效规避了长距离输氢难题。说白了，绿氢技术与设备，有人愿意买单是其发展的源动力。

在30多年前，中石化的关键设备一颗螺丝钉都要进口，如今，重大装备基本实现了国产化：油气勘探开发装备国产化率达92%，千万吨级炼油装备国产化率达94%，百万吨级乙烯装备国产化率达87%。

北京冬奥会开幕式上，中国石化生产的绿氢点燃主火炬

在赶碳号印象中，中国企业在科创方面表现突出的一向是国家电网、华为这些企业，对于中石化的感性认知，基本停留在加油站、易捷店好多的层面。这次做功课才了解到，中石化的黑科技同样多到数不清。

2011年，中国石化首次产出合格1号生物航煤，使我国成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家，“地沟油”变废为宝成了航空燃料。

2017年，我国首个大型页岩气田——涪陵页岩气田建成百亿方产能，让我国成为除北美以外第一个实现页岩气商业开发的国家。

过去十多年，中石化累计投入3000多亿元用于油品质量升级，车用汽、柴油标准从国一升级到国六，油品硫含量从不大于1000ppm降到不大于10ppm，降低了99%，用十几年时间走完欧美二、三十年的油品质量升级路。

去年4月，中石化原油催化裂解技术实现全球首次工业化应用，直接将原油转化为轻质烯烃和芳烃等化学品，这对化解我国炼油产能过剩、化学品供应不足矛盾有重要意义。

去年9月，中石化加油机器人在南宁投入使用。

国内首款智能加油机器人

同样是去年，上海石化48K大丝束碳纤维问世，让中石化成为国内唯一一家也是全球第四家掌握碳纤维大丝束的企业。

就在本周三，中石化又宣布，我国油气领域“深地一号”项目获重大突破，新疆顺北油气田超8000米的千吨井15口，“地下珠峰”收获4个亿吨级油气田，成功开发了全球埋藏最深的油气田，彻底颠覆了大家对钻井技术的认知。

目前，中石化拥有60多个研发机构，两万多名研发人员，光院士就有24位。在去年7月，国务院国资委公布中央企业专利质量排名，中国石化连续第三年蝉联榜首，专利申请数量同样连续多年位居央企首位。

多年来，中石化已经形成一套独特的科创模式，即，“以研究开发为基础、设计单位为桥梁、生产单位为依托，集中力量攻克重大关键成套技术、加速实现科技成果工业化应用。

或许，正是这种“揭榜挂帅”、“赛马”、“大兵团”式的攻关机制，让中石化进击“中国第一氢能公司”时，多了不少底气。

后记

我国可再生能源蓬勃发展，给绿氢产业带来广阔的想象空间。

截至去年底，我国可再生能源累计装机全球占比超1/3，是美国的3.25倍。从今年第一天开始，我国光伏行业唯一的主题仿佛都是在投资扩产能，上半年国内光伏发电装机更是同比增长高达137.4%。

行业人士判断，到明年下半年，风光新增装机所带来的大量绿电，很可能会出现消纳压力。完全通过现有的电网、东数西算或新增储能项目来消纳绿电，显然并不现实。绿氢，无疑就成了一条重要途径。

绿氢，产业链之长、技术之难、应用场景之复杂、资源之分散、竞争对手之多，既让人心动，又让人头疼。而这些行业特点，对于体量庞大、产业链完整、商业模式传统的能源化工企业来说，看似充满机会，其实同样也充满着挑战。所以有人说，风光氢储所驱动的能源革命，革的就是传统能源化工企业的命，此言不虚。

每一家能源化工企业，都是一只商业巨兽。在不久前公布的财富500强排行榜中，有87家是能源企业。在前15名中，有6家是能源企业。这6家能源企业中，来自中国的国家电网、中石油、中石化分列前三。

绿氢产业，同样是一场事关能源战略安全的全球竞赛。无论是埃克森美孚、雪佛龙这些美国企业，还是壳牌、BP这些欧洲巨头，还是沙特阿美这样的中东霸主，都在积极布局氢能。在这场深刻的变革中，谁更有眼光，谁更敏捷，谁更努力，谁就能掌握主动权，拥有更大的未来。