寧夏寧東能源化工基地（下稱“寧東基地”）是我國四個現代煤化工產業示范區中規模最大、產值最高的園區。一大批煤制油、煤制甲醇、煤基烯烴“超級工程”在此落地，使其成為我國最大的煤制油和煤基烯烴生產基地，與榆林、鄂爾多斯共同構成國家能源“金三角”。

 

　　不過，“碳鎖定”對這個現代煤化工基地來說，猶如一道“緊箍咒”。年煤炭消費超過5500萬噸、二氧化碳排放超過6700萬噸，對煤基產業的依賴造成的龐大碳排放，倒逼寧東基地大規模布局光伏、風電、儲能、可再生能源制氫等項目，積極探索可再生能源耦合煤化工發展，“一主線+N特色”、全鏈條多維度減碳，加速擺脫“灰色印象”，直奔“綠色主題”。

 

　　“更換賽道”替碳

 

　　毛烏素沙地東南緣，一望無際的光伏板縱橫交錯，形成一片“藍海”。隆冬時節，在國家能源集團寧夏電力公司寧東復合光伏項目建設現場，挖掘機不停揮臂作業，運輸車輛來回穿梭，一派熱火朝天的景象。

 

　　該項目位于寧東基地內，是我國開工建設的首批大型風電光伏基地項目之一，也是靈紹直流“西電東送”的重要綠色能源基地。建成后，每年外送37億度綠電，減少二氧化碳排放310萬噸，對實現清潔能源替代、推動能源結構轉型具有重要作用。

 

　　而寧東基地大規模上馬光伏、儲能項目以獲取可觀的可再生能源，一個重要的意圖是利用可再生能源制氫，從而替代煤，更換“賽道”以實現能源轉型。

 

　　“我們正在建立新的優勢，就是用清潔能源替代化石能源，特別是利用可再生能源制氫以替代煤，實現煤化工產業降耗減碳。”寧東基地管委會主任陶少華說，寧東基地的創新路線是“一主線+N特色”，“一主線”是綠氫耦合煤化工，“N特色”是開展天然氣摻氫、氫能交通、涉氫裝備制造、液氫儲運等應用示范，多角度、多場景構建綠氫全產業鏈，打造新的經濟增長點。

 

　　目前，氫已經成為煤以外的“第二燃料”“第二原料”，現代煤化工與清潔能源產業互補融合成為寧東基地科學有效減碳的新路徑。

 

　　寶豐能源集團全方位推動氫能與多種能源形式連接，著力構建“大氫能”圖景，其利用“風光互補”模式發綠電，選用單臺產能1000立方/小時堿性電解槽制氫，已建成全球單廠規模最大的綠氫生產廠。

 

　　“目前，公司綠氫年生產規模已達到6億立方，每年可替代原料煤80萬噸、減排140萬噸，通過綠氫實現煤化工節能減碳的通道已經打通。”寧夏寶豐能源集團總裁劉元管說。

 

　　此外，國家電投1000標方/小時可再生能源制氫示范項目制氫站建設已完成并成功試車；西北地區首個兆瓦級PEM制氫示范項目——京能寧東發電公司200標方/小時質子膜法制氫及氫能制儲加一體化項目將竣工投運；寶廷新能源公司高效利用化工副產氫發展氫能，2500標方/小時氫能綜合利用升級改造示范項目已竣工投運。

 

　　制備方式多樣、利用途徑多元、生產成本較低的氫能制備產業體系已經在寧東基地形成，寧東基地正在從綠氫耦合煤化工示范工程向綠氫規模化生產基地轉變。

 

　　據寧東基地管委會介紹，2022年綠氫產能已達到2.21萬噸。到2025年，將形成綠氫產能8萬噸以上，壓減煤炭消費90萬噸標準煤，減排二氧化碳200萬噸以上。到2030年，力爭綠氫生產能力達到30萬噸，壓減煤炭消費360萬噸標準煤，減排利用二氧化碳900萬噸。

 

　　“全面塑造”減碳

 

　　作為西北地區裝機容量最大的火力發電廠，國家能源集團鴛鴦湖公司是寧夏唯一一個雙通道外送電源，年外送電量近1200億千瓦時。近年來，鴛鴦湖公司通過靈活性改造、供汽改造、節能技術改造“三改聯動”，供電煤耗降低3克/千瓦時，每年減少碳排放13.7萬噸，朝著“綠色電廠”的目標大步前進。

 

　　“我們著眼火電企業長遠發展，加快實施電站的節能低碳改造、靈活性改造、供熱改造，鼓勵電廠參與園區的運行管理，為園區企業提供蒸汽、氮氣、氧氣等生產要素和原料，進而實現‘四改聯動’。”陶少華說。

 

　　通過減煤減碳，大力推進能源綠色轉型，使寧東基地高質量發展有了抓手。經過近20年的發展，寧東基地煤化工生產能力達到2600萬噸以上。目前，已建成全球單套裝置規模最大的400萬噸煤炭間接液化、全球單套裝置規模最大的220萬噸煤制甲醇裝置等重大項目，煤制油生產能力達到400萬噸、煤基烯烴生產能力達到320萬噸，成為全國目前最大的煤制油和煤基烯烴生產基地。

 

　　日前，2022年中國化工園區與產業發展論壇發布2022化工園區高質量發展綜合評價結果前30強名單，寧東基地在全國643家化工園區中位列第五名，其中累計固定資產投資排名全國化工園區第一。

 

　　然而，一個無法回避的問題是，現代煤化工產業具有耗煤量大的典型特征。對寧東基地來說，綠色低碳轉型發展面臨巨大挑戰，既要保障能源供應安全，又要承擔減排降耗的重壓，特別是短期內必須快速降低單位GDP能耗、大幅削減煤炭消耗增量。

 

　　“實現‘雙碳’目標本質上是高質量發展問題。要破解碳排放約束，就必須全面重塑能源結構，實現綠色低碳和高質量發展。”陶少華說，寧東基地走的是減煤加氫、減碳增效的路子，通過開展節能減煤加氫5年行動，推動高耗能行業8個重點領域節能降碳專項行動，將使寧東基地煤化工行業系統能效提升8%以上，煤制油、煤制烯烴、煤制乙二醇、超超臨界燃煤機組和電解鋁等重點耗能產品能效達到標桿水平。

 

　　一些煤化工企業正在挖掘現有項目減煤減碳潛力，由高碳向低碳、低端向高端轉型升級。國能集團寧夏煤業公司開展成品油質量升級、實施減碳方案。為推動煤制烯烴項目高質量發展，選擇應用DMTO三代技術，項目建成后綜合能耗降低35%，年節煤136萬噸，減少二氧化碳排放278萬噸。

 

　　此外，寧東基地還嚴格論證新建項目可行性，力爭在有限的能耗和碳排空間內，創造更大的產出效益。近年來，系統實施煤制油、煤基烯烴、煤制乙二醇、精細化工、高性能纖維材料、鋰離子電池材料、電子材料和專用化學品、綠色環保八大細分產業鏈和清潔能源、裝備制造、生產性服務業三大重點特色產業，從而盡快形成低碳產業生態。

 

　　“變廢為寶”用碳

 

　　現代煤化工生產過程中會產生大量的碳排放。從長遠來看，除了優化技術工藝、提高煤化工與新能源融合度之外，還必須上馬規模可觀的二氧化碳捕集、利用與封存（CCUS）項目，以實現“變廢為寶”。

 

　　而寧東基地煤化工二氧化碳排放大、濃度高，距中石油鄂爾多斯盆地近，建設煤化工百萬噸級CCUS示范項目具有良好的應用場景。

 

　　據國家能源集團寧夏煤業公司介紹，該公司合作建設的二氧化碳回收提純裝置，每年可回收二氧化碳20萬噸，主要用于食品封存和井下防護。另外，與中石油長慶油田開展合作，擬建設寧東基地煤化工百萬噸級CCUS示范項目，捕集煤制油項目二氧化碳，經管道輸送至中石油長慶油田各采油井用于驅油。

 

　　“我們把二氧化碳捕集、封存與利用作為減碳的重要手段，一次規劃、分期實施，分兩期建設百萬噸級煤化工CCUS示范項目，一期于‘十四五’末前建成100萬噸/年CCUS規模，二期于‘十五五’末前再建成150萬噸/年CCUS規模，CCUS總能力達到250萬噸/年。”陶少華說，一期項目已經具備開工條件，預計2023年上半年就可形成40萬噸/年CCUS規模。

 

　　通過建設煤化工百萬噸級CCUS示范項目，建成德大氣體40萬噸食品級液體二氧化碳項目，引進敦華10萬噸二氧化碳捕集液化項目，積極探索二氧化碳加氫制甲醇技術路徑，寧東基地力爭在碳中和上走出一條獨具特色的路徑，力爭至2025年，單位GDP能耗下降15%以上。