中国首套百千瓦级油气伴生废水制氢系统成功投运:废水 “变废为宝”,开创油气绿色转型新模式

我国首套百千瓦级油气伴生废水制氢系统在长庆苏里格气田实现连续稳定运行,标志着我国油气行业绿色转型迎来里程碑式突破。该系统由中石油深圳新能源研究院与长庆油田联合研制,不仅能将高污染废水转化为高纯氢气,还实现了 “降污 — 制氢” 全链条资源化利用,为解决油气行业环保难题提供了新思路。

中国首套百千瓦级油气伴生废水制氢系统成功投运:废水 "变废为宝",开创油气绿色转型新模式

项目概况:国内首创,破解油气废水处理难题

基本信息
 
  • 项目名称:100 千瓦级油气伴生废水电解制氢系统
  • 投运时间:2025 年 12 月 1 日(已连续稳定运行超 60 天)
  • 建设地点:内蒙古鄂尔多斯市长庆苏里格气田
  • 研发单位:中石油深圳新能源研究院有限公司与长庆油田联合研制
  • 项目定位:国内首套百千瓦级油气伴生废水制氢系统,实现废水资源化与绿氢生产的双重突破

技术亮点:创新突破,攻克高盐高污技术瓶颈

1. 核心工艺与技术路径

系统采用常压 / 加压双构型电解槽设计,攻克了油气伴生废水高盐高污特性导致的材料失活难题。其技术路线如下:
 
预处理环节
 
  • 针对油气伴生废水高 COD、高矿化度特点,开发专用预处理工艺,去除悬浮物和部分有机物
  • 创新设计高效油水分离技术,确保后续电解系统稳定运行
 
电解制氢环节
 
  • 采用自主研发的抗污染电极材料,可适应高盐度环境(耐受矿化度高达 350g/L)
  • 突破性实现废水直接电解制氢,无需纯化处理,大幅降低能耗和成本

2. 关键技术参数与性能指标

参数 数值 意义
装机功率 100 千瓦 国内首个百千瓦级规模,为工业化应用奠定基础
处理能力 累计处理废水 24 吨 验证了规模化处理能力
氢气纯度 99.99% 达到工业高纯氢标准,可广泛应用于工业领域
COD 去除率 99% 废水净化效果显著,实现环保与能源双重效益
能耗降低 系统综合成本降低约 25% 相比传统废水处理 + 外购氢气模式,经济性大幅提升

项目意义:”降污 — 制氢” 双轮驱动,助力能源转型

1. 解决环保难题,实现废水资源化

  • 变废为宝:将油气开采过程中产生的高污染废水转化为清洁能源,实现 “零排放” 目标
  • 减排增效:处理后的水质达到回注标准,可循环利用,减少水资源消耗
  • 环境效益:以日处理 50 吨废水计算,每年可减少 COD 排放约 1800 吨,相当于种植 1.2 万棵树的净化效果

2. 开辟绿氢新路径,助力 “双碳” 目标

  • 创新制氢模式:利用油气田自身资源,实现 “就地取材、就地制氢、就地应用” 的闭环
  • 协同效应:与油田光伏、风电等新能源结合,形成 “风光氢储” 多能互补系统
  • 成本优势:利用废水作为原料,省去纯水制备环节,同时副产高品质氢气,经济性显著提升

3. 推动行业转型,树立示范标杆

  • 技术引领:为油气行业绿色低碳发展提供了可复制、可推广的技术方案
  • 产业带动:促进电解槽、电极材料等氢能装备制造业发展,预计可带动相关产业规模超 5 亿元
  • 战略价值:提升我国在工业废水制氢领域的技术领先地位,为全球能源转型贡献 “中国方案”

应用前景:多元场景,构建绿色产业生态

1. 油气行业内部应用

  • 钻井平台:为海上 / 沙漠钻井平台提供清洁能源,减少柴油消耗
  • 站内动力:替代部分天然气,为油田站场提供电力和热能
  • 化工原料:为下游炼化提供高纯氢气,降低碳排放

2. 跨行业拓展应用

  • 工业领域:为钢铁、玻璃等行业提供高品质工业气体
  • 交通领域:为氢能重卡、叉车等提供燃料,推动物流低碳化
  • 分布式能源:与燃料电池结合,为偏远地区提供热电联供

项目背景:中国石油的绿色转型布局

该项目是中国石油 “绿色低碳行动计划“的重要组成部分,也是苏里格气田”绿色气田” 建设的核心项目。苏里格气田作为我国最大的致密气田,年产气量超 200 亿立方米,伴生废水处理一直是环保工作的重点和难点。

未来展望:规模化推广,打造绿色产业集群

项目负责人表示,下一步计划在以下方面深化应用:
 
  1. 产能提升:在苏里格气田建设更大规模 (500 千瓦级) 的示范项目,进一步验证技术经济性
  2. 技术迭代:研发更高效的电极材料,将电解效率提升 30% 以上,同时降低能耗 15%
  3. 产业协同:与当地政府合作,打造 “油气废水制氢 — 氢能装备制造 — 氢能应用” 产业集群
  4. 标准制定:参与制定油气伴生废水制氢行业标准,引领行业规范发展
 
“这套系统的成功投运,不仅解决了困扰油气行业多年的废水处理难题,还开辟了一条绿氢生产的新路径,是中国石油绿色低碳转型的生动实践。” 中石油深圳新能源研究院院长表示,”我们相信,随着技术进步和成本降低,未来 3-5 年内,该技术将在全国油气田推广应用,为我国能源转型和 ‘ 双碳 ‘ 目标实现注入强劲动力。”

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