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河南省開啟氫能星辰大海

大河報(bào)發(fā)布時(shí)間:2024-03-01 14:14:41  作者:陳輝 等

  氫能作為一種清潔低碳、熱值高、來源多樣的綠色能源,被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”。對(duì)油氣資源貧乏的河南而言,大力發(fā)展以氫能為代表的可再生清潔能源,是難得的一次換道領(lǐng)跑機(jī)遇。

  □本報(bào)記者 陳輝

  面對(duì)廣闊的萬億新賽道,河南省前瞻布局,將氫能作為新質(zhì)生產(chǎn)力早早謀篇布局,出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃,建設(shè)鄭汴洛濮氫走廊,創(chuàng)建鄭州燃料電池汽車應(yīng)用示范城市群,“制、儲(chǔ)、運(yùn)、用”全產(chǎn)業(yè)鏈條逐步成形,氫能產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能級(jí)躍上新臺(tái)階。

  1千克氫氣燃燒所產(chǎn)生的能量是1千克汽油的3倍、1千克酒精的3.9倍、1千克焦炭的4.5倍。且氫氣燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)是H2O,比雨水還干凈。

  這樣一種近乎完美的燃料如今在鄭州的公交車上已廣泛使用。截至2023年年底,鄭州共上線運(yùn)營423臺(tái)氫燃料公交車,數(shù)量在全國領(lǐng)先,總運(yùn)營里程已超4300萬公里,減少碳排放45852噸,相當(dāng)于植樹290萬棵。

  這份亮眼成績(jī)得益于我省率先進(jìn)入國家氫燃料電池汽車示范名單。2021年12月,工信部、財(cái)政部等五部門正式批復(fù)鄭州燃料電池汽車應(yīng)用示范城市群建設(shè)。鄭州示范城市群不僅包括省內(nèi)的6個(gè)城市,還延伸到上海、河北、山東、廣東、寧夏等地。

  氫能是一條長(zhǎng)長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈,包括制氫、儲(chǔ)運(yùn)氫、加氫站、燃料電池系統(tǒng)、燃料電池應(yīng)用等。

  我省搶抓國家燃料電池示范應(yīng)用機(jī)遇,重點(diǎn)在氫能供給、氫能裝備、氫燃料電池汽車等領(lǐng)域攻關(guān)突破,在中高端和關(guān)鍵環(huán)搶占先機(jī),已初步形成了開封、洛陽、新鄉(xiāng)、焦作、平頂山、鶴壁、安陽、駐馬店、濮陽等地氫制備,鄭州、新鄉(xiāng)等地氫燃料電池電堆、動(dòng)力系統(tǒng)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用,鄭州氫燃料電池客車技術(shù)研發(fā)應(yīng)用的氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局。

  在氫氣制備方面,我省擁有豐富的各類工業(yè)副產(chǎn)氫氣,河南能化、豐利石化、濟(jì)源金馬焦化、平煤神馬等企業(yè)工業(yè)副產(chǎn)氫氣年產(chǎn)量超過20億標(biāo)準(zhǔn)立方。中原油田增量配電網(wǎng)風(fēng)電制氫示范項(xiàng)目、平煤神馬東大化學(xué)光伏制氫示范項(xiàng)目等開工建設(shè),為清潔能源制氫提供了資源條件和項(xiàng)目基礎(chǔ)。

  在氫氣儲(chǔ)運(yùn)和加注方面,我省擁有豫氫裝備、氫楓能源、正星科技等優(yōu)勢(shì)企業(yè),主要生產(chǎn)儲(chǔ)氫瓶、加氫機(jī)、壓縮機(jī)、加氫站等設(shè)備。豫氫裝備的加氫站和車載供氫系統(tǒng),90%的關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)了進(jìn)口替代;正星科技承建和提供運(yùn)維保障服務(wù)的加氫站,加氫服務(wù)累計(jì)突破10萬車次。

  在氫燃料電池和整車生產(chǎn)方面,我省擁有豫氫動(dòng)力、氫璞創(chuàng)能、驥翀氫能等氫燃料電池制造商,擎動(dòng)新能源科技等催化劑、膜電極制造商,以及宇通客車、新飛專用車、安陽德力等燃料電池客車物流車制造商。

  當(dāng)前,圍繞“鄭汴洛濮氫走廊”建設(shè),全省各地正在持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈。

  鄭州市瞄準(zhǔn)國內(nèi)領(lǐng)先的燃料電池商用車產(chǎn)業(yè)示范基地、氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和科技創(chuàng)新示范區(qū)布局產(chǎn)業(yè)鏈,力爭(zhēng)通過4年示范應(yīng)用,形成整車、燃料電池、核心原材料和關(guān)鍵零部件、氫能裝備、制氫、儲(chǔ)氫產(chǎn)業(yè)集群。新鄉(xiāng)市發(fā)布?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃,在全省率先建成并投運(yùn)了氫能產(chǎn)業(yè)專業(yè)園區(qū)。濮陽市先后出臺(tái)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)方案、氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃,“制、儲(chǔ)、運(yùn)、用”全產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條正在逐步形成。

  攻關(guān)新技術(shù)、拓展新場(chǎng)景、培育新龍頭,河南正在奔向氫能產(chǎn)業(yè)的星辰大海。

  “綠電”制“綠氫”賦能新發(fā)展

  “中石化制氫示范工程的設(shè)備能做到隨開隨停,避開了風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生‘綠電’波動(dòng)性較強(qiáng)的問題;設(shè)備使用純水作為電解液,在電解過程中不添加任何化學(xué)藥品,天然具有減少碳排放的優(yōu)勢(shì)。”

  □本報(bào)記者 逯彥萃 河南日?qǐng)?bào)社全媒體記者 張曉靜 本報(bào)通訊員 楊嶺敏

  外觀看上去是平平無奇的“集裝箱”,里面卻藏著制氫工藝柜、電源整流柜等高度集成系統(tǒng),組成了國內(nèi)單套最大質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫裝置,產(chǎn)出純度為99.9995%的“超純氫”……2月28日,記者走進(jìn)濮陽工業(yè)園區(qū),來到中國石化首個(gè)兆瓦級(jí)可再生電力電解水制氫示范工程(以下簡(jiǎn)稱“中石化制氫示范工程”)現(xiàn)場(chǎng),感受“綠電”制“綠氫”的科技魅力。

  “中石化制氫示范工程采用的制氫工藝,是現(xiàn)階段與風(fēng)電、光電耦合度最好的電解水制氫技術(shù)路線。”中原油田油氣加工技術(shù)服務(wù)中心是該工程的運(yùn)營單位,該中心制氫車間負(fù)責(zé)人劉建軍介紹,現(xiàn)有的制氫技術(shù)種類繁多,該工程能脫穎而出,靠的是“人無我有、人有我優(yōu)”的持續(xù)科研創(chuàng)新。

  2022年12月25日,中石化制氫示范工程正式投產(chǎn),率先叫響的是全過程沒有任何污染物排放的“綠色名片”。“目前應(yīng)用廣泛的制氫工藝多利用火電,易產(chǎn)生化學(xué)污染物。相比之下,我們的制氫工藝摒棄了這些缺點(diǎn)。”劉建軍說,中石化制氫示范工程的設(shè)備能做到隨開隨停,避開了風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等可再生“綠電”波動(dòng)性較強(qiáng)的問題;設(shè)備使用純水作為電解液,在電解過程中不添加任何化學(xué)藥品,天然具有減少碳排放的優(yōu)勢(shì),“所以該工程制備的氫氣,是名副其實(shí)的‘綠氫’。”

  在生產(chǎn)的同時(shí),中石化制氫示范工程還承擔(dān)著“創(chuàng)新平臺(tái)”的重要角色。自主研發(fā)的高性能催化劑、雙極板等核心裝置運(yùn)行如何,與下游氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)如何銜接,如何擴(kuò)大二氧化碳利用與封存規(guī)模,如何構(gòu)建“綠氫”商業(yè)化應(yīng)用的多元化場(chǎng)景……濮陽市相關(guān)單位以及中原油田等將研發(fā)課題放在這里,中石化大連石油化工研究院、中石化青島安全工程研究院等科研院所將科技成果轉(zhuǎn)化的重點(diǎn)項(xiàng)目投向這里。

  劉建軍介紹,中高壓儲(chǔ)氫井、“綠電”催化二氧化碳制備合成氣側(cè)線試驗(yàn)、SOEC制氫新工藝等事關(guān)中石化制氫示范工程未來的多個(gè)創(chuàng)新項(xiàng)目正有序進(jìn)行,有望在今年年內(nèi)結(jié)出豐碩成果。

  “以氫代焦”讓冶金低碳又高效

  “‘以氫代焦’實(shí)現(xiàn)了降低焦比10%以上、減少二氧化碳排放量10%以上、鐵產(chǎn)量增加13%以上。”

  □本報(bào)記者 趙振杰 任娜 本報(bào)通訊員 高創(chuàng)

  2月29日,河北省秦皇島市昌黎縣興國精密機(jī)件有限公司(以下簡(jiǎn)稱“興國鑄業(yè)”)的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),新出爐的液態(tài)生鐵散發(fā)出耀眼的紅光,順著凹槽緩緩流向下一工藝環(huán)節(jié)。

  這看似尋常的煉鐵流程,其中卻有著不同尋常的改變。

  “與傳統(tǒng)高爐煉鐵不同,我們采用了氫冶金技術(shù),將氫氣作為主要的過程燃料和還原劑,減少煤、焦炭的使用,從而實(shí)現(xiàn)了二氧化碳排放的降低。”該公司負(fù)責(zé)人介紹,“以氫代焦”實(shí)現(xiàn)了降低焦比10%以上、減少二氧化碳排放量10%以上、鐵產(chǎn)量增加13%以上。

  就是這套低碳高效的氫冶金項(xiàng)目,其輸氫供氫的關(guān)鍵核心系統(tǒng)是由來自我省新鄉(xiāng)高新區(qū)的一家企業(yè)——河南豫氫裝備有限公司參與設(shè)計(jì)建設(shè)的。

  “利用氫能實(shí)現(xiàn)減排,本質(zhì)上要求氫源的綠色化,難點(diǎn)就在于綠氫的大規(guī)模廉價(jià)制取及安全儲(chǔ)輸。”該公司總經(jīng)理周軍說。

  去年6月,河南豫氫裝備與興國鑄業(yè)簽訂合作協(xié)議。按照興國鑄業(yè)的需求,河南豫氫裝備研發(fā)設(shè)計(jì)出了氫冶金大流量供氫系統(tǒng)。

  據(jù)悉,自2018年正式運(yùn)營以來,河南豫氫裝備持續(xù)加大研發(fā)投入,拓展氫能應(yīng)用場(chǎng)景,目前其業(yè)務(wù)已涵蓋上游制氫、純化、存儲(chǔ)、充裝,下游建站加注,以及終端車載供氫、氫發(fā)電站、熱電聯(lián)供、氫儲(chǔ)能、氫冶金、氫氧切割、氫化工等相關(guān)領(lǐng)域,其中加氫站還服務(wù)于北京冬奧會(huì)等大型活動(dòng)。

  “我們企業(yè)的定位是氫能全產(chǎn)業(yè)鏈綜合應(yīng)用解決方案提供商,目前也是國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋最為廣泛的高新技術(shù)企業(yè)。”周軍說,該公司將繼續(xù)緊扣實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo),搶抓機(jī)遇,持續(xù)推進(jìn)企業(yè)在制氫、儲(chǔ)運(yùn)、壓縮、加注等氫能裝備全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)能力,為“雙碳”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)和促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

  破局氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題

  “在中國新能源汽車技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下,未來10年,我國將力爭(zhēng)開啟一個(gè)由氫能汽車、電動(dòng)汽車組成的氫電并存社會(huì)。”

  已實(shí)施氫燃料電池汽車示范應(yīng)用近兩年的鄭州,又交出重磅成績(jī)單——由宇通客車集團(tuán)生產(chǎn)的100輛氫燃料電池公交車日前已陸續(xù)交付給鄭州公交公司。1300輛,這是宇通交付給鄭州的氫燃料電池車輛總數(shù)。

  氫與電是第三次能源革命的載體,正成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要方向。當(dāng)前,以燃料電池為代表的氫能開發(fā)和利用技術(shù)取得重大突破和快速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)零排放能源利用目標(biāo)提供了重要解決方案。

  “在中國新能源汽車技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動(dòng)下,未來10年,我國將力爭(zhēng)開啟一個(gè)由氫能汽車、電動(dòng)汽車組成的氫電并存社會(huì)。”2月28日,談及未來,河南省氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)、宇通燃料電池專業(yè)首席工程師張龍海如是表述。

  在張龍??磥恚?dāng)前我國發(fā)展燃料電池汽車有兩大關(guān)鍵任務(wù),一是技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)業(yè)鏈自主可控”,保持新能源汽車的全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。二是因地制宜,實(shí)現(xiàn)“推廣模式可持續(xù)”,為氫能應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn),奠定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

  基于以上目標(biāo),宇通早在2009年就啟動(dòng)了燃料電池客車研發(fā),通過核心技術(shù)攻關(guān),研制了全系燃料電池商用車產(chǎn)品,初步實(shí)現(xiàn)了燃料電池汽車的批量示范推廣。在客車領(lǐng)域,產(chǎn)品已在鄭州、張家口、濰坊、常熟等地實(shí)現(xiàn)批量推廣,并服務(wù)于北京冬奧會(huì)等項(xiàng)目和大型賽事,運(yùn)營安全穩(wěn)定,得到客戶認(rèn)可;在卡車領(lǐng)域,重點(diǎn)圍繞鄭州城市群燃料電池汽車示范應(yīng)用,已實(shí)現(xiàn)渣土自卸、水泥攪拌、重型牽引、保潔洗掃、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)、冷鏈物流等多場(chǎng)景推廣應(yīng)用。

  經(jīng)過14年研發(fā)積累,宇通取得162項(xiàng)氫能與燃料電池汽車相關(guān)專利,參與制修訂45項(xiàng)國家、行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,宇通還投資了億華通、重塑、唐鋒等零部件企業(yè),力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件自主產(chǎn)業(yè)化,爭(zhēng)取發(fā)展主動(dòng)權(quán)。

  張龍海表示,宇通將依托河南省氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)研究院,聯(lián)合知名高校和科研院所,以及產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)企業(yè),持續(xù)做好產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)。同時(shí)全力做好國家示范應(yīng)用工作,加速推進(jìn)燃料電池商用車的全場(chǎng)景示范和大規(guī)模推廣,通過“示范城市—重點(diǎn)城市—全球推廣”三步走策略,與產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴一同構(gòu)建自主可控、全球一流的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)。□本報(bào)記者 楊凌


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