全球首个十万吨级风光氢融合生物质绿色航油示范项目,打破了国外“卡脖子”技术垄断,开启了生物质能与可再生能源多能互补制备清洁燃料的全新范式。
2024年10月14日,中国黑龙江省双鸭山市迎来全球能源转型中的重要时刻——由中国电力工程顾问集团(以下简称“中电工程”)主导建设的全球首个十万吨级风光氢融合生物质绿色航油示范项目正式破土动工。
这项总投资208亿元的战略工程,不仅标志着中国在可持续航空燃料领域实现从技术跟随到全球引领的跨越式突破,更开创了生物质能与可再生能源多能互补制备清洁燃料的全新范式。
在欧盟航空碳关税即将全面实施的紧迫形势下,该项目一期工程预计于2027年建成投产,每年可生产10万吨符合国际标准的绿色航空煤油,相当于减少300万吨二氧化碳排放,为中国民航业应对国际碳壁垒提供关键解决方案。
能源变革的技术突破
双鸭山项目的核心突破在于实现了生物质资源的高效转化。生物质原料(如玉米秸秆、林业废弃物)因具有高挥发、高反应活性等特点,传统气化技术难以稳定处理,焦油含量高、转化效率低等问题长期制约产业化。
作为中国能源电力领域的国家队、主力军,2023年以来,中电工程紧跟行业形势,充分整合产业生态圈,一手抢抓优质项目,一手集中优势资源攻克“卡脖子”关键技术,持续巩固国内行业第一方阵领先地位。
生物质气化技术就是绿色甲醇及绿色航油产业落地的“卡脖子”技术。中电工程组建“生物质气化技术路线优选与验证”专班,先后对国内40余家关键设备研发制造企业、技术集成企业、科研院所进行深度调研,形成了多个优选技术路线,并开展了国内首个基于气流床的100%生物质气化工业验证。
而可再生能源系统的耦合,则是风光氢融合生物质绿色航油制造的另一个关键难点。中电工程充分发挥旗下25家电力设计院(其中综合甲级设计院有9家),1家化工甲级设计院专业优势。5年前布局开发“风光氢+”一体化系统仿真平台,解析高效柔性风光制氢与化工过程的“电-氢-碳”耦合机制,研发了波动性风光电力制氢储氢与安全稳定的化工过程在系统控制、容量配置、柔性装备、协同策略等方面高效耦合的成套技术。
不仅仅将技术突破局限于应用本次项目,依托全国首个十万吨级第二代绿色航油示范项目攻关,中电工程还与此领域国内顶尖高校、科研院所建立常态化合作机制,深度开展关键装备到大系统集成的全产业链多项核心技术创新,推动中国绿色甲醇及绿色航油技术达到世界领先水平。
在绿色认证上,中电工程策划成立国际可持续燃料联盟。双鸭山项目实现了从生物质原料收储运、预处理、气化,到新能源发电、电制氢储氢、合成航油,再到产品运储调加的全产业链国际绿色咨询与认证,确保产品在国内外市场的竞争力。
中电工程通过全产业链技术突破,开创性地构建了"绿电-绿氢-绿碳"三源协同的新型能源生产范式:依托自主研发的气流床生物质气化技术,将农林废弃物碳源转化效率提升,结合风光氢多能耦合系统,实现波动性可再生能源与化工过程的柔性匹配,最终通过绿色费托合成技术,生产出低碳航空煤油。
这一技术体系不仅打通了"秸秆变航油"的工业化路径,更构建起全球首个覆盖原料收储、能源转化到产品认证的全生命周期零碳能源系统,为新型能源体系建设提供了可复制的中国方案。
万亿级生态集群
当前,绿色甲醇与绿色航油产业正处于蓬勃发展的黄金时期,市场规模朝着“双万亿级”(万亿元产值与万亿级碳减排量)目标飞速迈进。这一迅猛发展的背后,是全球航空与航运业面临的巨大脱碳压力。国际航空运输协会(IATA)坚定地提出2050年实现净零碳排放的目标,国际海事组织(IMO)更是将航运业温室气体减排目标大幅上调至100%,促使产业链急切地探寻绿色燃料的替代方案。
据研究预测,到2050年,全球绿色甲醇年需求量将突破7300万吨大关,绿色航油需求规模更是将飙升至3.58亿吨,有望满足民航业超30%的燃料需求。短期来看,市场的爆发态势同样令人瞩目:
预计到2030年,全球绿色航油需求量将达到1200万吨/年,相较于当前规模增长超20倍。这一惊人的增长离不开多国强制性掺混政策的强力推动。欧盟《可再生能源指令》(REDⅢ)明确要求,2030年航空燃料中绿色航油占比需达到6%;新加坡对使用可持续航空燃料(SAF)的航班给予碳税抵免的优惠;日本则通过《绿色增长战略》设立了航空脱碳专项基金,为产业发展助力。
除了政策的有力支持,原料与技术的重大突破也极大地释放了市场潜力。全球每年约40亿吨的农林废弃物中,有超过11亿吨集中于中国,为绿色甲醇的生产提供了极为丰富且低成本的碳源。同时,电解水制氢成本在短短五年内下降了60%,风光储一体化方案更是显著提升了绿氢的经济性。双鸭山项目采用“三绿模式”(绿色原料、绿色工艺、绿色产品),大幅降低了生物质资源成本,在市场竞争中具备了强大的商业优势。
2024年5月8日,黑龙江省双鸭山市人民政府与中电工程的合作签约,成为产业发展的重要里程碑。双方携手,开启了互利共赢的崭新篇章。中电工程充分借助双鸭山市的产业基础与资源优势,发挥自身在“新型能源系统规划、绿色能源化工一体化、投建营一体化”等方面的专长,全力推动项目落地。
如今,双鸭山示范基地已开工建设,规划年产30万吨绿色航油和20万吨绿色甲醇,一期10万吨/年绿色航油项目投资约60亿元。与此同时,中电工程黑龙江院作为联合体EPC总承包的双鸭山市集贤笔架山分散式风电项目也进展顺利。双鸭山地区可再生能源富集,绿电、绿氢及绿碳协同性优异,是发展可持续航空燃料项目的理想之地。
该项目融合多领域,创新发展模式,实现了可再生能源的高价值转化,推动新能源规模化发展,助力新型能源体系建设,保障绿色航油供应。全面投产后,每年可减排25万吨碳,推动双鸭山从“化石煤城”向“绿色油城”转变,赋能“氢绿龙江”行动。
此外,中电工程积极拓展业务,与吉林市签约绿色甲醇与绿色航煤一体化项目。依托双鸭山经验,以“投建营一体化”模式在多地布局,签约多个项目。同时,中电工程致力于技术创新,推动“中电氢燃方案”的形成,展示中国在新能源领域的实力与担当,为全球绿色氢基燃料产业发展贡献中国智慧。
文/本刊记者 武魏楠
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