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产业链双线布局逐“氢”添“绿”

中国电力网
2022-05-16
 来源:能源发展网

  北京昌平区未来科技城,搭载国家电力投资集团有限公司“氢腾”燃料电池的氢能大巴开启新一轮的“服役”任务,为传统交通抹上“新绿”。

  就在几个月前的北京冬奥会、冬残奥会期间,它们穿梭在有着14道180度连续急转弯的延庆赛区山路上,以“零事故、零故障、零失误”的稳定表现,交出了一份亮眼的成绩单。这是冬奥会历史上第一次大规模使用氢燃料电池汽车作为主运力,也是国产自主研发氢燃料电池汽车第一次和国际巨头同台竞技。

  随着近期《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》的落地,更大的产业化赛道已经开启。国家电投董事长、党组书记钱智民表示,要发挥好公司在新能源制氢、氢燃料电池技术自主化、“绿电—绿氢—绿氨”协同消纳示范应用等方面的优势,将氢的制储运用作为产业发展的切入点,加强资源协同联动,实现能源时空转型和区域平衡,推进实现碳中和。

  外观看起来与普通客车无异,内里却大不同,替代油箱的是整齐排列的6只储氢罐,一次加满只需10分钟,续航能力可达600公里。冬奥会和冬残奥会期间,150辆这样的氢能大巴累计贡献减碳量700吨。

  “大巴的心脏就是国家电投‘氢腾’燃料电池系统,不仅全产业链完全自主化,而且首次批量在持续低于零下25摄氏度、接近2000米高海拔的环境下使用。可以说是在核心技术自主化、商业模式创新等方面树立了新标杆。”国家电投氢能科技发展有限公司总经理张银广称。

  这是国家电投发力产业链自主创新、打破国外技术垄断的一个缩影。据了解,氢能产业链包括制、储、运、用等多个环节,技术上涉及面广且复杂,目前面临“氢从哪里来、氢如何运出去、氢用到哪里去”3个公认痛点。例如,化石能源制氢占主流,可再生能源制备的绿氢仅占1%-2%,难以满足“双碳”要求;气态储氢所用的高性能碳纤维,液态储氢容器及压缩机等关键器件还需进口,氢的储运成本极高;氢在能源、工业、交通等领域应用潜力巨大,但关键核心技术仍不掌握,规模化应用仍不成熟,商业模式仍待探索。

  对此,国家电投从能源线和产品线两方面统筹氢能业务发展。国家电投战略规划部副主任申伟东介绍说,在能源线方面,协同推进可再生能源发电与制氢、加氢站建设及氢能综合利用。在产品线方面,布局可适用于风光制氢的质子交换膜制氢装置,加大燃料电池关键核心研发与产业化等,覆盖了从科技研发、产品到市场转化的完整产业链。

  位于北京市延庆区的国家电投氢能创新产业园里,一套由3个高5.6米、长10米模块组成的橇装式质子交换膜纯水电解制氢设备异常显眼。“这是国内首台(套)兆瓦级新型电解水制氢装置,具有能量密度高、电解效率高、气体纯度高等优势,日制氢量489公斤。”国家电投中电智慧综合能源有限责任公司副总经理孙向东表示,通过与国外公司合作探索、自主创新,企业如今在部分关键制氢技术领域已经有了比肩国际巨头的能力。

  与之一墙之隔的就是中关村延庆园加氢站,由35兆帕和70兆帕加氢成套设施组成,由此可以实现加制氢一体化,降低氢气运输的安全风险。自2022年1月21日至3月13日,该站累计为73辆氢燃料客车提供692台次加注服务,加注量约7.8吨,实现柴油替代35吨,减排二氧化碳120吨,减排氮氧化合物2.3吨。

  中国电力国际发展有限公司党委副书记、副总裁傅劲松透露,正在考虑将延庆氢能产业园打造为氢能“加、制、储、运”及氢燃料电池相关技术的测试、验证、评审、发证中心,助力北京市打造具有差异化竞争优势的氢能产业。

  从交通开始,国家电投力图打开氢能广阔的应用空间:氢能无人机起飞,重量轻、噪音低、零碳排放;全国首台氢能机车试运行,可降低长距离、高负荷交通运输对传统油气燃料依赖;国家电投荆门绿动电厂在运燃机实现了15%掺氢燃烧改造和运行,这是全球范围内首个在天然气商业机组中进行掺氢燃烧的联合循环、热电联供示范项目……

  按照规划,国家电投将在北京、长春、武汉、佛山、济南、宁波构建6大产业基地,加快产业化进程。2021年12月底,首条全自主可控的30万平方米质子交换膜生产线在武汉投产,这是该领域技术最先进、自主化程度最高、一次性成膜最大的生产线,一举打破国内质子交换膜市场被国外厂家长期垄断的局面。

  “包括交换膜在内,氢燃料电池主要的催化剂、气体扩散层、膜电极、双极板等五大核心技术均在国家电投实现自主化,部分产品性能达到世界领先水平。”国家电投氢能科技发展有限公司首席技术官柴茂荣介绍说,目前已建成膜电极、双极板、电堆组装自动化中试生产线,年产能1000套,宁波、武汉两地已启动万套生产线建设。

  今年3月,位于济南的国家电投黄河流域氢能产业基地项目正式开工建设,总投资100亿元,一期投资40亿元,将开展燃料电池及关键材料研发,打造国家级氢能创新平台,建设燃料电池装备制造基地,推进氢能在交通、供能等领域全面应用。预计2025年底达到万台产能,2030年底前达到不低于十万台产能。

  钱智民强调,要集中力量支持示范项目快速推进,尽快形成可复制可推广的氢能开发建设经验;要强化储能、氢能、绿氨等前沿科技攻关,着力攻克可再生能源制氢和氢能储运、应用及燃料电池等核心技术;要聚焦零碳交通等终端应用新业态,采用“一企一策”打造产业合作新模式,推动集团公司进入氢能发展快车道。(来源:经济参考报)

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