河北建投沽源風(fēng)電制氫綜合利用示范項(xiàng)目。資料照片

中船重工七一八所總裝車間。資料照片

中船重工七一八所成品車間。資料照片

氫能源被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗唬瑲淠墚a(chǎn)業(yè)具有廣闊的市場(chǎng)前景。河北省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)偏重，大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)有助于調(diào)整河北省能源結(jié)構(gòu)。此外河北省具有一定的氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，因此河北省提出了率先打造全國氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高地的目標(biāo)。為此，河北省國有企業(yè)搶先布局、“氫”裝上陣，為推動(dòng)河北省氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮了示范帶頭作用。

搶先布局 打造氫能產(chǎn)業(yè)高地

為高起點(diǎn)謀劃、高質(zhì)量發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)河北省能源結(jié)構(gòu)清潔轉(zhuǎn)型，加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換，率先將河北打造成為全國氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高地，河北省出臺(tái)了一系列推動(dòng)河北省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策文件。其中，《河北省推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施意見》提出，到2030年，全省培育5至10家國際領(lǐng)先的龍頭企業(yè)，孵化一批科技型企業(yè)，擁有全產(chǎn)業(yè)鏈研發(fā)實(shí)力和工業(yè)化生產(chǎn)能力，氫能產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值突破2000億元;燃料電池技術(shù)國際先進(jìn)，高效的氫氣儲(chǔ)運(yùn)加技術(shù)成熟度和可靠性大幅提升，并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用;至少建成100座加氫站，燃料電池汽車運(yùn)行超過5萬輛。

為此，河北省國有企業(yè)展現(xiàn)國企擔(dān)當(dāng)，先試先行，圍繞氫能“制取-儲(chǔ)運(yùn)-加注-應(yīng)用”環(huán)節(jié)加大研發(fā)力度、突破關(guān)鍵技術(shù)，圍繞全產(chǎn)業(yè)鏈搶先布局、謀劃發(fā)展路徑，推動(dòng)河北省氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

河鋼集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱“河鋼集團(tuán)”)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，河鋼集團(tuán)以打造京津冀地區(qū)最具代表性的氫能應(yīng)用示范企業(yè)為目標(biāo)，通過氫能示范全面引領(lǐng)京津冀零排放、零污染物流發(fā)展。建設(shè)覆蓋全省主要城市的制氫、加氫網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)向氫能新材料開發(fā)、燃料電池和氫能汽車制造等領(lǐng)域延伸，形成覆蓋京津冀地區(qū)的新能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

今年3月份，河鋼集團(tuán)聯(lián)合中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、中國鋼研科技集團(tuán)有限公司、東北大學(xué)簽訂合作協(xié)議，聯(lián)合組建“氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心”。據(jù)介紹，該中心以促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)加速提質(zhì)發(fā)展為目標(biāo)，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以氫能產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和鋼鐵產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈延伸為主線，聚焦京津冀、輻射國內(nèi)外，圍繞氫氣制備、氫能利用、氫冶金、新材料等領(lǐng)域，建立協(xié)同創(chuàng)新、共促發(fā)展的長(zhǎng)效運(yùn)行機(jī)制，致力于打造具有競(jìng)爭(zhēng)力和影響力的氫能應(yīng)用研究和科技成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)。

“河鋼集團(tuán)以氫能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心先進(jìn)的氫能產(chǎn)業(yè)研發(fā)項(xiàng)目為載體，聚集高端人才，以氫能產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)、政府政策導(dǎo)向支持、商業(yè)模式探索發(fā)展為著力點(diǎn)，積極推動(dòng)河北省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”河鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人劉守顯說。

冀中能源峰峰集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱“峰峰集團(tuán)”)先期依托峰煤焦化有限公司的氫氣資源，結(jié)合邯鄲市政府相關(guān)規(guī)劃，打造一個(gè)氫源點(diǎn)、一座加氫站、一條氫能源汽車公交示范線、一條旅游觀光氫能源汽車示范線的“四個(gè)一”氫能綜合利用示范工程。

“依托峰峰集團(tuán)擁有大量工業(yè)副產(chǎn)氫的優(yōu)勢(shì)，我們將在制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、用氫產(chǎn)業(yè)鏈以及在氫能裝備制造上開展研究、開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目。”峰峰集團(tuán)副總工程師張步勤說，提前布局氫能產(chǎn)業(yè)，探索更先進(jìn)、更適用的清潔能源方向，也是想發(fā)揮作為國有企業(yè)在節(jié)能減排、環(huán)境治理方面應(yīng)起的社會(huì)作用。

此外，峰峰集團(tuán)還與中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所(簡(jiǎn)稱“中船重工七一八所”)在可再生能源制氫、氫能交通、氫能基礎(chǔ)設(shè)施、高壓車載氫系統(tǒng)等領(lǐng)域深化合作關(guān)系，共同布局邯鄲市乃至京津冀地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)，共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化。

創(chuàng)新思路 關(guān)鍵環(huán)節(jié)各個(gè)擊破

在氫能制取上，河北建設(shè)投資集團(tuán)有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱“河北建投”)探索風(fēng)電制氫和風(fēng)光耦合制氫。河北建投風(fēng)電制氫項(xiàng)目結(jié)合多方優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新性提出“離/并網(wǎng)風(fēng)電制氫綜合利用”的思路，風(fēng)電系統(tǒng)將不再以傳統(tǒng)電網(wǎng)為唯一終端負(fù)荷，而擬直接應(yīng)用于適應(yīng)風(fēng)電特性的電解制氫業(yè)，并將成品氫通過管網(wǎng)輸送到加氫站，最終應(yīng)用于燃料電池客車，構(gòu)建一條完整的離/并網(wǎng)風(fēng)電制氫綜合利用的產(chǎn)業(yè)鏈。

中船重工七一八所的優(yōu)勢(shì)在于電解水制氫，該所的水電解制氫裝置形成了產(chǎn)氫量0.5-1000Nm3/h的堿性水電解制氫設(shè)備及0.5～50Nm3/h的SPE純水電解制氫設(shè)備產(chǎn)品體系，主要應(yīng)用于電力、有色冶金、石油化工等多個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，該所在國內(nèi)率先開發(fā)了加壓型雙極壓濾式水電解制氫裝置，并實(shí)現(xiàn)裝置的全自動(dòng)控制運(yùn)行。

“我們研制的撬裝式水電解制氫設(shè)備、車載式水電解制氫設(shè)備、600Nm3/h制氫裝置均處于國際先進(jìn)水平。” 中船重工七一八所制氫設(shè)備工程部副主任李猛介紹，該公司已累計(jì)銷售2000余臺(tái)加壓電解水制氫裝置，用戶遍及全國各地，國內(nèi)市場(chǎng)占有率超過60%，并出口至法國、俄羅斯、韓國等30多個(gè)國家。

河鋼集團(tuán)和峰峰集團(tuán)則加快布局建設(shè)工業(yè)副產(chǎn)氣制氫項(xiàng)目，著力提高工業(yè)副產(chǎn)氫提純技術(shù)。工業(yè)副產(chǎn)制氫是指利用工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾氣、副產(chǎn)氣進(jìn)行提純制氫，以河鋼集團(tuán)為例，其通過焦?fàn)t煤氣制氫，焦?fàn)t煤氣中氫氣含量約為55%。據(jù)介紹，工業(yè)副產(chǎn)氫產(chǎn)量巨大且穩(wěn)定，峰峰集團(tuán)工業(yè)副產(chǎn)氫保有量達(dá)兩億Nm3，河鋼集團(tuán)則具有20萬Nm3/h以上的氫氣生產(chǎn)能力。

“如何有效利用工業(yè)副產(chǎn)氫，氫氣提純技術(shù)的突破非常關(guān)鍵，下一步峰峰集團(tuán)將聯(lián)合國家電力投資集團(tuán)有限公司下屬設(shè)計(jì)單位就氫氣提純技術(shù)進(jìn)一步溝通交流，共同研究工業(yè)尾氣提氫的技術(shù)和項(xiàng)目。”張步勤介紹。

加氫站建設(shè)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中遇到的另一個(gè)難點(diǎn)，加氫站所需的關(guān)鍵材料和核心元件及技術(shù)尚未自主，如加氫槍、換熱器及關(guān)鍵的管閥件尚需進(jìn)口。此外，高昂的建站成本限制了氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，可持續(xù)發(fā)展的商業(yè)化推廣模式尚未建立，尚未具備市場(chǎng)化運(yùn)營的條件。

針對(duì)這一難題相關(guān)企業(yè)已展開公關(guān)，部分加氫站項(xiàng)目也在穩(wěn)步推進(jìn)。峰峰集團(tuán)與中船重工七一八所合作的加氫站建設(shè)項(xiàng)目已被列為河北省科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目。河鋼集團(tuán)加氫示范站項(xiàng)目已通過專家評(píng)審，全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、中國可再生能源學(xué)會(huì)氫氣專業(yè)委員會(huì)組成的專家組認(rèn)為該項(xiàng)目符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和相關(guān)政策，對(duì)推動(dòng)河北省氫能發(fā)展具有積極意義。

前景廣闊 推動(dòng)綠色物流發(fā)展

在應(yīng)用方面，氫燃料電池汽車是氫能源應(yīng)用前景最為廣闊的領(lǐng)域。

河鋼集團(tuán)大力推進(jìn)燃料電池重載汽車示范。據(jù)介紹，氫燃料重卡未來主要應(yīng)用在重工業(yè)集中的區(qū)域，如港口、工業(yè)園區(qū)等，由于目前國內(nèi)外尚沒有成熟的氫燃料電池重卡，因此“柴改氫”批量示范運(yùn)營還需要解決三個(gè)關(guān)鍵問題，一是燃料電池重卡價(jià)格與傳統(tǒng)重卡價(jià)格差價(jià)的問題;二是車輛運(yùn)行參數(shù)與傳統(tǒng)燃油車相對(duì)比經(jīng)濟(jì)性的問題(包括油耗、續(xù)航里程等);三是車輛日常維護(hù)成本的問題。

河鋼集團(tuán)依托自身具備的氣源、應(yīng)用平臺(tái)、跨學(xué)科技術(shù)人才保障以及涉氫材料的研發(fā)保障能力，聯(lián)合整車企業(yè)及車輛運(yùn)營企業(yè)進(jìn)行深入合作，就氫燃料重卡運(yùn)輸進(jìn)行示范運(yùn)行，旨在推動(dòng)重載卡車“柴改氫”，從根本上解決交通運(yùn)輸對(duì)空氣質(zhì)量的影響，推動(dòng)真正意義上的綠色物流，并將根據(jù)示范實(shí)際效果，在京津冀地區(qū)進(jìn)行復(fù)制推廣，最終形成有效的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。

除氫燃料電池汽車之外，氫能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用還包括HCNG內(nèi)燃機(jī)車。HCNG即混氫天然氣，HCNG內(nèi)燃機(jī)車相較CNG汽車可以降低碳排放，減少氮氧化物排放，同時(shí)促進(jìn)天然氣燃燒更充分，

“HCNG將來應(yīng)用范圍非常大，在節(jié)能減排、能源充分利用上也有很重要的作用，加氫站如果跟天然氣站協(xié)同，為汽車加注HCNG，一下就擴(kuò)大了氫能的使用范圍，峰峰集團(tuán)目前也在跟一些科研機(jī)構(gòu)探討相關(guān)技術(shù)，與邯鄲華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰咎接懥颂烊粴鈸綒涞陌l(fā)展方向，并利用邯鄲市現(xiàn)有天然氣加氣站的布局，開展天然氣摻氫的示范工程，除了可以利用少量設(shè)備滿足多種車輛要求以外，還能緩解邯鄲市天然氣匱乏的難題。”張步勤說。