“三柔”绿电氢氨醇核心技术引领未来氢能产业绿色创新发展
发布时间：
2025-04-08 10:51
来源：
综合管理部
作者：
黄宇巍
在当今科技日新月异、能源格局深度变革的时代，氢能已作为一种清洁、高效和可再生的能源，迎来前所未有的发展机遇。全球氢能产业以其独特的优势，引领人类社会走向一个更加绿色、低碳和可持续发展的未来，氢能产业发展呈现出蓬勃的态势。
中国能源建设集团湖南省电力设计院及所属湖南化工设计院为国内唯一一家同时具有电力、化工行业工程设计双甲级资质技术单位，在新能源大基地+绿色氢氨醇上具有独特的“大基地规划优势、能源化工技术优势、系统集成优势”，电源容量优化配置理论及应用基础扎实，风光储氢氨醇全流程柔性协同优化配置，丰富的传统合成氨和合成甲醇设计经验。在新兴能源领域氢能产业电氢氨醇一体化技术上，近年来重点在多稳态绿氨合成、低温低压柔性绿氨合成、生物质气化耦合绿氢制绿色甲醇、非化石来源CO2+绿氢制甲醇方向开展技术攻关。2024年，中国能建湖南院与化工院联合申报的“新兴能源领域氢能产业电氢氨醇一体化技术平台建设”成功入围湖南省2024年中央引导地方科技发展资金项目，标志着绿色氢氨醇战略在政府科研立项中取得重大突破，获得中央引导地方科技发展资金支持。
绿氢方面。化工院在绿氢领域的研究与开发始于水电解技术的基础研究，并逐步扩展到系统集成和应用技术，目前涵盖碱性水电解（ALK）和质子交换膜水电解（PEM）两大主流技术，已成功开展及参与多个绿氢相关科研课题。这些课题的研究体现了化工院在绿氢生产技术方面的专业能力，并使化工院具备了在系统集成和应用开发方面的深厚实力。
绿氨方面。（1）多稳态绿氨合成工艺方向。在传统合成氨技术的基础上，已形成自有的全系统、多稳态的绿氨合成工艺包和专有技术，可提供相关项目方案设计、可研、基础设计和详细设计等技术服务。参编《风光氢储氨醇一体化多稳态柔性合成氨技术要求》绿氨团体标准已正式发布实施。（2）低温低压柔性绿氨合成工艺方向。已完成适用于万吨级低温低压柔性绿氨的反应器、绿氨工艺及先进控制系统的方案设计;在已完成静态模拟计算的基础上，开展工艺系统及反应器动态仿真，以验证合成反应器、工艺方案、先进控制系统和整个系统的达标性、安全性和经济性，以期性能达标、本质安全、成本最优;根据动态仿真结果，在后续工程项目中开展优化定型设计。
绿甲醇方面。（1）在生物质气化耦合绿氢制绿色甲醇方向，依托双鸭山项目论证了传统甲醇合成工艺与绿氢耦合的操作弹性。在项目后期实施过程中，形成自有的生物质气化耦合绿氢制绿色甲醇的工艺包技术和工程设计。目前正在参与中国检验检测学会《生物质制甲醇技术规范》团体标准的编制工作。（2）在非化石来源CO2+绿氢制甲醇方向，已完成了部分催化剂生产研究单位的调研和技术交流，可选择合适的催化剂研究机构进行技术合作。具备整合工艺技术路线及催化剂的系统设计方案、形成自有关键技术的能力。
特别在电—氢—氨三柔性耦合制绿氨集成技术方面，基于新能源氢能大基地项目特点，与中国能建湖南院电力系统规划、新能源工程公司等部门高度一体化协同，从电力系统、新能源前端到氢氨醇化工部分后端，打造一套三柔工艺（柔性微电网、柔性制氢、柔性制氨）、两类AI模型（电氢氨协同柔性互动系统配置模型、适应三柔工艺的优化控制模型）、三种典型微网方案（并网型、联络开关型、独立型）、推动多个落地场景。
二是积极参与一大批氢氨醇项目相关技术工作
2024年度，参与了集团内外多个氢氨醇项目的咨询、设计、项目管理等服务工作，其中集团内部项目包括：中能建松原氢能产业园绿色氢氨醇一体化项目、中能建疏勒县100万吨氢基化工基地项目、双鸭山绿色甲醇与绿色航油一体化项目、张掖绿氢合成氨一体化示范项目、民勤绿氢合成氨一体化项目、酒泉绿电制氢合成氨一体化项目、叶城县新能源制氢制绿氨绿醇项目、兴安盟绿色甲醇一体化示范项目、绿色氢氨醇华东区域布局可研盐城基地绿色甲醇项目、绿色氢氨醇华东区域布局可研舟山基地绿色甲醇项目等；集团外部项目包括：华能雅江公司山南市琼结县光伏+液氧液氮空分源网荷储一体化项目、中碳航科尔沁右翼前旗风光制氢合成氨一体化项目、河南省洛阳石化“源网荷储”50MW风电加氢储能一体化示范项目、山东莱州绿电氢氨一体化项目等。此外，受建设单位的委托，化工院还对中能建广安经开区氢能产业园（天然气制氢+绿电制氢）项目、张掖绿氢合成氨一体化示范项目、宁夏汉氢技术有限公司年产1.2万吨电解水制氢项目的可行性研究报告进行了评审。
特别是依托电—氢—氨三柔性耦合制绿氨集成技术，先后编制完成《工信部绿电绿氢绿氨示范项目一体化方案》、《青海省察尔汗盐湖绿氢—绿氨—金属镁—高纯氢氧化镁—氯化铵一体化项目方案》、《莱州绿电氢氨一体化项目方案》、《世界首例孤网“三柔（柔性绿电、柔性制氢、柔性制氨）耦合”集成系统产业示范项目建设方案》等多个项目的建设投资方案，为这些项目的投资决策、项目策划、利润指标确定等出谋划策。
三是持续加大技术调研交流和人才培养提升
绿色氢氨醇属于战新产业，对人员的综合素质、技术水平等提出了更高的要求，化工院组建相关工作专班，制定了全面的人才培养计划，通过技术调研、技术培训、参加产业论坛等多种方式，使技术人员能够全面了解绿色氢氨醇相关技术发展现状及趋势、系统掌握绿色氢氨醇相关基础理论知识和技术要点，为绿色氢氨醇业务发展提供强有力的人才支撑。
2023年10月-2024年5月，针对生物质气化技术以及甲醇合成技术，现场调研了美国AP公司、中科合成油、上海泽玛克、安徽国祯生态、华东理工大学、惠生工程公司、上海浦名、大连化物所、山西煤化所、合肥德博、上海高研院、西南化工院等单位。
2024年3月，针对低温低压合成氨钌基催化剂技术，现场调研了福州大学化肥催化剂国家工程研究中心；
2024年1-4月，现场调研了国内8家主要的PEM水电解制氢设备供应商，包括康明斯恩泽（广东）氢能源科技有限公司、淳华氢能源科技（湖南）有限公司、上海文景能源科技有限公司、北京中电丰业技术开发有限公司、山东赛克赛斯氢能源有限公司、中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司、东方电气氢能科技有限公司、鹭岛氢能（厦门）科技有限公司等；
2024年3-6月，对国内几家氢气纯化设备供应商进行了现场考察，包括四川亚联氢能科技股份有限公司、上海汉兴能源科技股份有限公司、成都天成碳一化工有限公司、成都升力科技有限责任公司等；
2024年5-6月，针对绿色航煤费拓合成技术，现场调研了中清科技、科莱恩、霍尼韦尔、Shell、中航油、庄信万丰、民航二所、赛鼎工程公司、山西煤化所、武汉大学环境学院肇庆分院、中石化广州院、PAC公司、上海高等研究院、华东师范大学、江南大学、雪弗龙、北京清洁低碳能源研究院、宁煤煤制油油厂、中石化石科院等20家单位；
2024年6月，针对反应器仿真模拟优化，对湘潭大学化工学院进行了现场调研；
2024年6月，针对绿氨先进控制系统及动态仿真模拟，对北京清云智通公司进行了现场调研；
2024年6月，针对福州大学催化剂使用案例，现场调研了江苏禾友化工；
2024年9月，针对反应器及工艺系统仿真模拟优化，对湖南大学化学化工学院进行了现场调研；
2024年10月，为推进青海省察尔汗盐湖项目，深入了解电解镁、氢氧化镁生产工艺成熟度以及相关产品（金属镁、镁合金及氢氧化镁、氧化镁、镁砂等）的销售情况，对青海盐湖镁业有限公司、西部镁业有限公司进行了现场调研，并与格尔木市工信局、招商局、能源局等政府部门进行座谈交流；
2024年11月，针对电催化氮气还原合成氨技术，对清华大学化学工程系-工业催化中心、浙江大学化学工程与生物工程学院进行了调研及技术交流。
2024年度，组织相关技术培训、产业论坛学习交流：
2024年1月，针对双碳及绿证，参加了湖南省发改委组织的《全省资环系统专题学习交流会》；
2024年3月，参加了《2024中国国际清洁能源博览会及2024年中国国际氢能及燃料电池产业展览会》；
2024年4月，参加了香橙会研究院举办的《2024风光氢氨醇产业链峰会》；
2024年5月，参加了由中船（邯郸）派瑞氢能科技有限公司主办、中国工业气体工业协会氢气专业委员会协办的《2024年度制氢技术与安全生产交流会暨第四十二期培训班》；
2024年5月，参加了由上海亚化咨询公司主办的2024 中国国际可持续航空燃料（SAF）技术经济研讨会及2024船用绿色甲醇和绿氨燃料论坛；
2024年8月，参加了由中国石油和化工勘察设计协会主办的《石油和化工工程绿色低碳发展大会》；
2024年11月，参加了中电工程生物质能技术中心举办的 2024 年生物质能技术培训和交流会；
2024年11月，参加了由势银和三一氢能联合主办的《2024势银氢能与燃料电池产业年会》。
氢能产业蓬勃发展，中国能建湖南院及湖南化工设计院依托国内独家电力、化工行业双甲级一体化技术单位，将发挥新能源大基地+绿色氢氨醇上具有独特的大基地规划优势、能源化工技术优势、系统集成优势，利用化工院丰富的氢氨醇工程设计、系统优化能力，自有的全系统、多稳态的绿氢氨醇工艺包和专有技术，推进项目方案设计、系统仿真、优化设计、工程应用，助力氢能产业绿色创新发展。
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