从理想蓝图到运营现实：大型绿氢项目遭遇的“成长烦恼”

一，项目信息

项目名称：中国石化新疆库车绿氢示范工程项目

建设单位：中国石化集团新星石油有限责任公司

项目地点：新疆阿克苏地区库车市

项目定位与规划：作为国内首个实现光伏发电、绿电制氢、氢气储运及炼化应用全产业链贯通的规模化绿氢示范工程，该项目致力于打造国家级氢能标杆。项目总投资约29.62亿元，建设内容包括300兆瓦光伏电站、年产2万吨绿氢的电解水制氢装置（配备52台电解槽）、21万标立方储氢能力及配套输氢管线。所产绿氢通过管道直接供应中国石化塔河炼化公司，替代原有天然气制氢，预计每年可减少二氧化碳排放48.5万吨。

项目投资：29.62亿(其中建设项目投资26.6亿元)

建设规模：光伏发电装机容量300MW，设计电解水制氢能力2万吨/年，储氢能力21万标立方，输氢能力

2.8万标立方每小时，制氢所得氢气送至罐区储存再经氢气外输压缩机升至3.2Mpa，通过管道输送至中国石化塔河炼化使用，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，相当于植树30万棵。

项目意义：项目首次贯通了光伏发电，绿电输送，绿电制氢，氢气储存，氢气输运，绿氢炼化等绿氢生产利用全流程，对炼化企业大规模利用绿氢，实现碳减排具有重要的示范效应，为国内可再生能源，制取绿氢大规模工业化应用提供了可复制，可推广的示范案例，将有力助推当地经济社会发展。中石化新疆库车绿氢示范项目的投产是中国发展绿氢产业的一个重大里程碑，给产业的未来发展提供了宝贵经验，起到1了示范作用，直接影响国内后续一大批绿氢项目的规划与建设进程，对我国氢能发展战略有着重要的意义。

建设内容：主要包括300兆瓦光伏电站，24公里220千伏输变电线路，52台电解槽，21万标方贮氢罐，2.8万标方的氢气压缩机和6公里输氢管廊，公用工程及配套辅助生产设施。

二，项目争议性问题汇总

问题1：产能未达预期

产量问题：项目原计划年产2万吨绿氢，但首年(2023年6月-2024年6月)实际产量仅约7000吨(占规划35%)。国际媒体(如 Hydrogen Insight)和行业分析机构(如彭博新能源财经)质疑其运行效率。

[对策及进展]持续优化用电结构和平稳控制，推进项目降本增效，积极拓展绿氢应用场景，释放产能，预计2026年达到年生产绿氢2万吨目标。

问题2：低负荷运行问题

      针对光伏发电间歇性、波动性大的特点，项目在运行中需灵活调整电解槽运行策略。项目方与电解槽供应商（如隆基绿能）表示，为确保系统效率和安全，在实际运行中采用了灵活的启停控制策略，即通过调整运行中的电解槽数量，使其在最佳负荷区间工作，而非让所有电解槽长期处于低负荷状态。中石化也指出，通过系统集成优化，已有效提升了电解槽对宽功率波动光伏电力的适应性。

据了解，电解槽的工作原理是，氧气在阳极产生，氢气在阴极产生，阴阳两极之间的膜负责防止气体混合和爆炸。可在现实中，膜并不完美，气体混合仍然会发生，特别是在阳极侧，因为氢分子非常小，它们可以更容易地穿过膜。

当输入电量低于标称值时，问题就出现了；氧气生成量几乎以线性的方式减少，面可以穿过膜的氢气量受到的影响则比较轻微，仍然相对较高。这导致氧气中氢的浓度上升，进而可能会导致爆炸。

作为新疆库车绿氢项目电解槽供应商之一的隆基绿能进行了回应。2023年12月22日，隆基绿能创始人，总裁李振国在2023清华大学"碳中和经济"论坛上公开表示，BNEF的上述分析是"不负责任的".李振国表示，首先要确保安全可靠和平稳运行。其次，从项目运行效率和经济性出发，可以通过启停控制策略降低设备运行台数，使其平均负载维持在最佳效率

中石化也对此回应称，拓宽电解槽运行负荷波动范围，是电解水制氢行业面临的共性难题。新疆库车绿氢示范项目开展了电解制氢系统的集成优化和运行，以系统效率有效解决了低负荷运行的难题。"这较大提升了规模化碱性电解槽应用时的宽功率波动适配性，使绿氢工厂能够更加适应功率波动范围较宽的光伏电力。"中石化称。

问题3：光伏电站事故

2021年11月，项目地遭遇罕见强沙尘暴（阵风超13级），导致部分光伏组件受损。此次事件暴露出在极端气候区建设大型光伏电站时，在防风设计、设备选型和施工标准等方面需要更严格的要求，为同类项目积累了宝贵的防灾经验。

问题4：经济性与成本争议

光伏制氢成本约为18元/公斤，虽低于行业平均水平，但储能配套不足导致绿氢生产稳定性受限。部分专家认为，绿氢规模化应用仍需政策补贴支持，短期内难以完全替代传统制氢。

问题5：配比不合适，小马拉大车电源和负荷配比不合适

为了降成本，首次采用4对1的制氢模式，四台电解槽对一套气液分离装置，行业内以前项目小，都是一对一。库车项目52台电解槽，13组气液分离单元，7组纯化单元。工艺应用需要调试与验证，难免会出现一些问题。电解槽负荷限制：项目电解槽需限制运行范围(部分设备闲置)，以应对光伏电力波动及安全风险，导致实际负荷低于设计容量。300MW光伏配置52000标方电解槽，小马拉大车。乌兰察布的 A 项目，75MW 风配置9000标方左右电解槽(两头吃干榨净)，需要某些时段电解槽的过载输出。B项目是44MW 风38MW光配置5200标方电解槽(大马拉小车)，因为是离网制氢实验实证项目故而好理解。光伏配置的越多，制氢容量利用率越低。光伏年利用小时数少，峰值功率低，只有白天发电。而风电的利用小时数多一倍，峰值功率可以满发甚至超发，晚上也可以发电。所以后续国内源的配置方案大多以风电为主，光伏为辅。

[对策]源荷配比：精算不要大马拉小车也别小马拉大车。有趣的是，弃掉一部分，对经济性反而有好的改善。

问题6：调试问题

相信都网上看到过闪爆的消息，项目调试过程中，并没有稳定连续运行，氢氧混合比例不稳定，肯定会出现一些事故，但都是小事故。三家电解槽厂家，大批量规模化的应用经验都不足。实践出真知，相信这三家都有会从调试过程中总结出经验，带动行业发展。

项目投运过程中，电解槽出现漏液密封，设备变形，50%负荷不能运行等问题，甚至出现电解槽返厂维修，以致后续项目费用结算并不顺畅。

2021年的时候，大标方的电解槽应用较少，设备不成熟，电解槽的工艺组装也不成熟，配套器件也不成熟，小标方电解槽直接放大到1000标方，存在问题必不可少，各厂家都进行了整改，问题基本上已经解决。

      中石化新疆库车绿氢示范项目作为开创性工程，其价值不仅在于产出绿氢，更在于通过实际运行，全面验证了技术、工程、经济和安全等方面的可行性，暴露并着手解决了产业化初期的典型问题。它所积累的数据、经验和教训，正为中国绿氢产业从示范走向成熟、从政策驱动迈向市场驱动，提供着不可或缺的实践基石。项目的后续进展，将持续为行业提供关键参考。