吉林：消纳绿电，“氢”...
- 短线-小怪兽
- 2025-05-15 23:01:20
吉林：消纳绿电，“氢”装上阵
近年来，吉林省凭借丰富的“风光”资源，积极推动产业转型升级与能源结构优化。吉林西部地处大兴安岭和长白山脉间的西南气流通道，地势开阔，风力资源富集，发展新能源优势显著。到2024年底，吉林省风光新能源装机达2156万千瓦，同比增长24.77% ，新能源装机占比提升至45.71%，超越煤电成为省内第一大装机规模电源，在全国排第八位。
不过，吉林用电负荷增长与新能源电力生产能力不匹配。为此，将富余电能就地转化为绿氢、绿氨、绿色甲醇等清洁能源，成为消纳的重要途径。绿氢是利用太阳能、风能等可再生清洁能源制取的氢气，制备过程碳排放几乎为零。21世纪初，绿氢技术逐步成熟，但因成本高，商业化应用受限。随着技术进步、成本降低，绿氢行业开始崭露头角。
自2018年4月起，白城市就开始谋划利用可再生能源制氢，发展氢能产业，打造“中国北方氢谷”。2019年，吉林省开始在省级层面探索氢能产业，“中国北方氢谷”上升为省级战略。2022年，《“氢动吉林”中长期发展规划（2021-2035年）》发布，明确将氢能发展作为产业转型升级和能源结构调整的重要动力，构建新型产业生态，抢占绿色氢能产业发展高地。此后，《支持氢能产业发展的若干政策措施（试行）》等政策陆续出台，为氢能产业发展提供了有力保障。在此背景下，吉林省风光制绿色氢氨醇一体化系列项目相继开工。
前期技术实验
吉电股份（000875.SZ）是吉林省最早投身氢能产业的中央能源企业。2019年，吉林省谋划氢能产业后，吉电股份迅速布局，以新能源制氢为方向，覆盖“制、储、运、用、研”全环节。作为国家电投在吉二级单位，吉电股份从火电起步，抓住了“风光”新能源机遇，如今又转型发展氢能等绿色清洁能源。
目前，长春市有6条氢能示范线路客车已运营超2年，其用氢来自中韩示范区制氢加氢一体化站，由吉电股份长春吉电氢能公司建设运营。该站以水为原料，采用国家电投自主知识产权的首台套“兆瓦级高性能质子交换膜（PEM）电解制氢装备”，制取高纯度氢气。吉电氢能公司副总工程师邓欣介绍，制氢电源采用日间光伏及夜间谷电，产业园屋顶光伏发电优先制氢，余电供园区企业，实现零碳排放。
吉电股份氢能产业中心副主任董武见证了项目关键节点，实现了小规模绿色制氢全产业链：光伏发电、电解水制绿氢、纯化分离、加压存储、加氢机加氢、氢能大巴运营。但项目初期困难重重，管理与技术都在摸索。项目旨在利用无法上网的新能源发电，将其转化为其他形式应用，电成本是关键。单纯电解水制氢工艺清晰，难点在于前端新能源发电不稳定，传统电解水制氢却需要稳定电源，为此，一体化站设计研发了光伏制氢柔性控制系统，调节PEM制氢中的新能源波动。
PEM制氢可随启随停，但单槽容量低、质子膜和铱金属催化剂昂贵，设备造价远高于碱液（ALK）制氢设备。碱液制氢造价低，符合大化工稳定运行特点，但负荷可调范围窄，在波动电源下故障率高，引入网电又无法满足绿色认证，不适应绿电转化。当电解水制氢延伸到下游绿氨、绿色甲醇产业时，新能源波动与化工稳定需求的矛盾凸显，吉电股份的柔性控制系统可预判发电量，通过多次计算，在降低设备成本与满足绿色认证间找到平衡。
“绿氢”规模化应用基地
前期技术实验需要工程化验证，位于白城大安的吉电风光绿氢合成氨一体化示范项目就是PEM的工程化验证项目。白城地处松嫩平原西部，土地平坦，有大量盐碱地、荒地和未利用地，为新能源规模化开发提供了充足用地。
现阶段氢能发展面临储运技术等挑战。氨是重要化工原料和燃料，也是理想储氢介质，具有能量密度高、易液化储运、安全性高等优势，因此氢氨互补的绿色能源产业加速布局。
大安的合成氨项目总投资近60亿元，投产后预计年制绿氢3.2万吨、年制绿氨18万吨、年减碳排放约65万吨、节约标煤23万吨。从企业角度看，这是电力行业在新能源发电上网遇阻后的能源转换方式，在不影响电网稳定的前提下利用能量，制氢是目前最简单可行的办法。
氢气清洁、热值高，备受关注，但如何更好利用仍在探索。绿氢经济性与电解水制氢成本、消纳储运成本等相关。目前国内纯氢管道里程低，氢气储存需高压，运输半径小，所以项目多探索就地制取绿氨和绿色甲醇进行消纳。中韩示范区制氢加氢一体化站完成科研后，大安项目启动。与传统化石能源制氨相比，绿氨工艺在空分制氮、合成环节差异不大，主要区别在于氢的来源。
董武表示，新产业发展必经艰难阶段，大安项目虽规模小，但原料是水和空气，几乎无废气废液废渣，环境友好，这是传统化工方式无法比拟的。项目建设方案经过与化工、电气领域专家多次研讨，技术难点是大规模电解水制氢，采用碱液加PEM适应新能源波动性。水通过电解槽制氢、纯化，空气中提取氮气，与氢气按3:1比例在高温高压下合成氨，压缩冷却成液氨储存，剩余气量循环利用，持续生成氨气。
示范项目离不开政府和相关部门支持，自然条件也很关键。需要有C级及以上化工园区，园区附近要有丰富风光资源、水资源，交通便利。若生产甲醇，还需具备以秸秆为主的生物质资源以满足绿色认证。
绿氨项目确定后，马士基联系吉电股份询问能否生产绿色甲醇，吉电股份借此契机研究开发绿色甲醇项目，之后又与中远海运合作，推动绿色甲醇在航运业的应用，提升我国在国际航运绿色降碳领域的话语权。
匹配上游新能源波动的不同方式
近期，全球最大绿色氢氨醇一体化项目——中能建松原氢能产业园建设取得重要进展，其合成氨工段关键设备完成吊装。该项目与吉电股份大安项目在匹配上游新能源波动上采用了不同方式。
2020年，中国能建基于自身节能降碳和转型发展需求，将综合储能和一体化氢能作为发展支撑点。中能建松原氢能产业园项目通过一体化控制系统，提前预判并适应新能源发电波动，实现化工柔性负荷“荷随源动”。通过64台一千方的电解槽，优化大规模群控技术，分组启停和控制，提升碱性电解槽的动态响应效率，将稳定和波动有机结合，以群控技术和一体化控制技术为核心。
央国企纷纷布局氢能领域，除了新能源消纳需求，也是受市场潜力驱动。氢能发展已久，是各国清洁能源战略重点。如今全球航运业脱碳压力大，马士基和中远海运等船企建造天然气和绿色甲醇双燃料动力船舶，打造新能源动力船队。氨气不仅是重要肥料，也是无机和有机化工基础原料，随着氨能源属性开发及绿色合成氨技术、氨燃料技术发展，氨能应用场景将不断拓展。
上下游协同发展
吉林省积极推动氢能在交通等领域应用。除了已有的氢能公交、一汽生产的氢能卡车，去年3月，中车长客自主研制的全国首列氢能源市域列车在长春完成运行试验。
近五年，储氢气瓶、电解槽等氢能上下游服务厂商和技术研究机构不断涌现。白城洮南的致远氢能主营车用储氢气瓶，为各大主机厂及电堆厂家配套。公司负责人称，产品研发从理论到设计、生产，利用三维仿真技术模拟加工，技术团队严控产品内胆和纤维缠绕加工精度，定义到毫米级。自主设计自动化生产线，关键工序采用大负载机器人配合关键设备智能制造，提高加工精度和产能。
电解槽是可再生能源电解水制氢关键装备，为满足大规模工程应用，近些年涌现出诸多生产厂家。如2023年12月6日，尧景新能源（吉林）有限公司首台1000标方碱性水电解槽产品下线，助力洮南打造新能源装备制造产业集群。
面临挑战
“北方氢谷”氢能发展态势良好，但仍面临诸多挑战。董武认为，绿色产品若无法体现绿色价值，就难以与化石能源产品竞争，比如绿氨成本高于灰氨，且目前欧美及中国对绿氢绿氨等的认证缺乏全球统一标准规范。他建议，一方面要体现绿色价值，另一方面国家应出台政策支持，如在应用场景上区分绿氨和灰氨，对高耗能高排碳企业明确绿色能源使用规定，但目前企业生存压力大，实施较困难。
此外，法律法规和基础设施也有待完善。董武表示，若兼顾安全与发展，氢气可作为燃料管理，但国家尚无明确实施方案。
从氢能在交通等领域的应用来看，推广情况不及预期。中韩示范区制氢加氢一体化站的氢能车已安全运营2年，监控安全系统比燃油车更完善，设有氢气泄漏压力传感报警及自动灭火装置，敏感值设置保守。但目前氢能车推广仍以示范为主，尚未大规模普及，使用人数少导致生产成本高，可能形成不良循环。
近年来，吉林省凭借丰富的“风光”资源，积极推动产业转型升级与能源结构优化。吉林西部地处大兴安岭和长白山脉间的西南气流通道，地势开阔，风力资源富集，发展新能源优势显著。到2024年底，吉林省风光新能源装机达2156万千瓦，同比增长24.77% ，新能源装机占比提升至45.71%，超越煤电成为省内第一大装机规模电源，在全国排第八位。
不过，吉林用电负荷增长与新能源电力生产能力不匹配。为此，将富余电能就地转化为绿氢、绿氨、绿色甲醇等清洁能源，成为消纳的重要途径。绿氢是利用太阳能、风能等可再生清洁能源制取的氢气，制备过程碳排放几乎为零。21世纪初，绿氢技术逐步成熟，但因成本高，商业化应用受限。随着技术进步、成本降低，绿氢行业开始崭露头角。
自2018年4月起，白城市就开始谋划利用可再生能源制氢，发展氢能产业，打造“中国北方氢谷”。2019年，吉林省开始在省级层面探索氢能产业，“中国北方氢谷”上升为省级战略。2022年，《“氢动吉林”中长期发展规划（2021-2035年）》发布，明确将氢能发展作为产业转型升级和能源结构调整的重要动力，构建新型产业生态，抢占绿色氢能产业发展高地。此后，《支持氢能产业发展的若干政策措施（试行）》等政策陆续出台，为氢能产业发展提供了有力保障。在此背景下，吉林省风光制绿色氢氨醇一体化系列项目相继开工。
前期技术实验
吉电股份（000875.SZ）是吉林省最早投身氢能产业的中央能源企业。2019年，吉林省谋划氢能产业后，吉电股份迅速布局，以新能源制氢为方向，覆盖“制、储、运、用、研”全环节。作为国家电投在吉二级单位，吉电股份从火电起步，抓住了“风光”新能源机遇，如今又转型发展氢能等绿色清洁能源。
目前，长春市有6条氢能示范线路客车已运营超2年，其用氢来自中韩示范区制氢加氢一体化站，由吉电股份长春吉电氢能公司建设运营。该站以水为原料，采用国家电投自主知识产权的首台套“兆瓦级高性能质子交换膜（PEM）电解制氢装备”，制取高纯度氢气。吉电氢能公司副总工程师邓欣介绍，制氢电源采用日间光伏及夜间谷电，产业园屋顶光伏发电优先制氢，余电供园区企业，实现零碳排放。
吉电股份氢能产业中心副主任董武见证了项目关键节点，实现了小规模绿色制氢全产业链：光伏发电、电解水制绿氢、纯化分离、加压存储、加氢机加氢、氢能大巴运营。但项目初期困难重重，管理与技术都在摸索。项目旨在利用无法上网的新能源发电，将其转化为其他形式应用，电成本是关键。单纯电解水制氢工艺清晰，难点在于前端新能源发电不稳定，传统电解水制氢却需要稳定电源，为此，一体化站设计研发了光伏制氢柔性控制系统，调节PEM制氢中的新能源波动。
PEM制氢可随启随停，但单槽容量低、质子膜和铱金属催化剂昂贵，设备造价远高于碱液（ALK）制氢设备。碱液制氢造价低，符合大化工稳定运行特点，但负荷可调范围窄，在波动电源下故障率高，引入网电又无法满足绿色认证，不适应绿电转化。当电解水制氢延伸到下游绿氨、绿色甲醇产业时，新能源波动与化工稳定需求的矛盾凸显，吉电股份的柔性控制系统可预判发电量，通过多次计算，在降低设备成本与满足绿色认证间找到平衡。
“绿氢”规模化应用基地
前期技术实验需要工程化验证，位于白城大安的吉电风光绿氢合成氨一体化示范项目就是PEM的工程化验证项目。白城地处松嫩平原西部，土地平坦，有大量盐碱地、荒地和未利用地，为新能源规模化开发提供了充足用地。
现阶段氢能发展面临储运技术等挑战。氨是重要化工原料和燃料，也是理想储氢介质，具有能量密度高、易液化储运、安全性高等优势，因此氢氨互补的绿色能源产业加速布局。
大安的合成氨项目总投资近60亿元，投产后预计年制绿氢3.2万吨、年制绿氨18万吨、年减碳排放约65万吨、节约标煤23万吨。从企业角度看，这是电力行业在新能源发电上网遇阻后的能源转换方式，在不影响电网稳定的前提下利用能量，制氢是目前最简单可行的办法。
氢气清洁、热值高，备受关注，但如何更好利用仍在探索。绿氢经济性与电解水制氢成本、消纳储运成本等相关。目前国内纯氢管道里程低，氢气储存需高压，运输半径小，所以项目多探索就地制取绿氨和绿色甲醇进行消纳。中韩示范区制氢加氢一体化站完成科研后，大安项目启动。与传统化石能源制氨相比，绿氨工艺在空分制氮、合成环节差异不大，主要区别在于氢的来源。
董武表示，新产业发展必经艰难阶段，大安项目虽规模小，但原料是水和空气，几乎无废气废液废渣，环境友好，这是传统化工方式无法比拟的。项目建设方案经过与化工、电气领域专家多次研讨，技术难点是大规模电解水制氢，采用碱液加PEM适应新能源波动性。水通过电解槽制氢、纯化，空气中提取氮气，与氢气按3:1比例在高温高压下合成氨，压缩冷却成液氨储存，剩余气量循环利用，持续生成氨气。
示范项目离不开政府和相关部门支持，自然条件也很关键。需要有C级及以上化工园区，园区附近要有丰富风光资源、水资源，交通便利。若生产甲醇，还需具备以秸秆为主的生物质资源以满足绿色认证。
绿氨项目确定后，马士基联系吉电股份询问能否生产绿色甲醇，吉电股份借此契机研究开发绿色甲醇项目，之后又与中远海运合作，推动绿色甲醇在航运业的应用，提升我国在国际航运绿色降碳领域的话语权。
匹配上游新能源波动的不同方式
近期，全球最大绿色氢氨醇一体化项目——中能建松原氢能产业园建设取得重要进展，其合成氨工段关键设备完成吊装。该项目与吉电股份大安项目在匹配上游新能源波动上采用了不同方式。
2020年，中国能建基于自身节能降碳和转型发展需求，将综合储能和一体化氢能作为发展支撑点。中能建松原氢能产业园项目通过一体化控制系统，提前预判并适应新能源发电波动，实现化工柔性负荷“荷随源动”。通过64台一千方的电解槽，优化大规模群控技术，分组启停和控制，提升碱性电解槽的动态响应效率，将稳定和波动有机结合，以群控技术和一体化控制技术为核心。
央国企纷纷布局氢能领域，除了新能源消纳需求，也是受市场潜力驱动。氢能发展已久，是各国清洁能源战略重点。如今全球航运业脱碳压力大，马士基和中远海运等船企建造天然气和绿色甲醇双燃料动力船舶，打造新能源动力船队。氨气不仅是重要肥料，也是无机和有机化工基础原料，随着氨能源属性开发及绿色合成氨技术、氨燃料技术发展，氨能应用场景将不断拓展。
上下游协同发展
吉林省积极推动氢能在交通等领域应用。除了已有的氢能公交、一汽生产的氢能卡车，去年3月，中车长客自主研制的全国首列氢能源市域列车在长春完成运行试验。
近五年，储氢气瓶、电解槽等氢能上下游服务厂商和技术研究机构不断涌现。白城洮南的致远氢能主营车用储氢气瓶，为各大主机厂及电堆厂家配套。公司负责人称，产品研发从理论到设计、生产，利用三维仿真技术模拟加工，技术团队严控产品内胆和纤维缠绕加工精度，定义到毫米级。自主设计自动化生产线，关键工序采用大负载机器人配合关键设备智能制造，提高加工精度和产能。
电解槽是可再生能源电解水制氢关键装备，为满足大规模工程应用，近些年涌现出诸多生产厂家。如2023年12月6日，尧景新能源（吉林）有限公司首台1000标方碱性水电解槽产品下线，助力洮南打造新能源装备制造产业集群。
面临挑战
“北方氢谷”氢能发展态势良好，但仍面临诸多挑战。董武认为，绿色产品若无法体现绿色价值，就难以与化石能源产品竞争，比如绿氨成本高于灰氨，且目前欧美及中国对绿氢绿氨等的认证缺乏全球统一标准规范。他建议，一方面要体现绿色价值，另一方面国家应出台政策支持，如在应用场景上区分绿氨和灰氨，对高耗能高排碳企业明确绿色能源使用规定，但目前企业生存压力大，实施较困难。
此外，法律法规和基础设施也有待完善。董武表示，若兼顾安全与发展，氢气可作为燃料管理，但国家尚无明确实施方案。
从氢能在交通等领域的应用来看，推广情况不及预期。中韩示范区制氢加氢一体化站的氢能车已安全运营2年，监控安全系统比燃油车更完善，设有氢气泄漏压力传感报警及自动灭火装置，敏感值设置保守。但目前氢能车推广仍以示范为主，尚未大规模普及，使用人数少导致生产成本高，可能形成不良循环。
