還記得北京冬奧會主火炬的“微火”與“雪花”嗎？在開幕式上，點燃主火炬的燃料正是氫能，這也是奧運會歷史上首次實現(xiàn)火炬零碳排放。

氫燃燒的產(chǎn)物是水，燃燒過程完全零排放，可謂是清潔能源中的天花板，氫也是自然界存在最普遍的元素。據(jù)估計，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%又干凈又多，豈不美哉！

正是看到氫能的廣闊前景，今年3月，國家有關(guān)部門出臺《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》，明確了氫的能源屬性，同時明確氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的重點方向是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。

我國目前已經(jīng)成為世界最大的制氫國年制氫產(chǎn)量約3300萬噸，超過三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)在布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，加速突破氫能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵材料及核心技術(shù)設(shè)備瓶頸，“國家隊”的氫從哪里來，往何處去？今天就帶您看個一“氫”二楚！

如何獲得氫？

發(fā)展氫能的第一步就是形成完善的制備產(chǎn)業(yè)，從大自然中提取出足量的氫以供使用，氫能按照制取方式可以分為：灰氫（普通化石燃料制氫）、藍(lán)氫（普通化石燃料制氫與碳捕捉、封存技術(shù)結(jié)合的制氫方案）和綠氫（可再生能源電解水制氫）

普通化石燃料制氫工藝流程圖

可再生能源及核能制取綠氫路徑圖

“雙碳”目標(biāo)下，中央企業(yè)發(fā)揮各自產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢在制氫產(chǎn)業(yè)“各顯神通”。

中國石化—光伏制氫

2021年11月30日，我國首個萬噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車綠氫示范項目正式啟動建設(shè)，投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達(dá)2萬噸。這是中國石化第一個貫通風(fēng)光發(fā)電、綠電輸送、綠電制氫、氫氣儲存、氫氣輸運、綠氫煉化等綠氫生產(chǎn)利用全流程的典型示范項目。同時，重大機械設(shè)備、核心材料全部實現(xiàn)國產(chǎn)化。項目將替代原有的天然氣制氣方式，預(yù)計每年可減少二氧化碳排放48.5萬噸。

中石化計劃在日后在全國建立7000座分布式光伏發(fā)電站點。光伏站點的建立，將進(jìn)一步降低制氫成本，按制氫、運氫、用氫每項流程0.7元/立方來算，氫氣價格約在2.1元/立方。

中國石油—電解水制氫

4月22日，中國石油可再生能源制氫示范項目輸氫管道工程正式開工，建成后將為玉門油田160兆瓦光伏制氫示范項目順利建設(shè)奠定基礎(chǔ)。該項目設(shè)計建設(shè)160兆瓦光伏電站和7000噸電解水制氫生產(chǎn)線，預(yù)計2023年全面建成投運，年平均發(fā)電量達(dá)2.78億千瓦時，生產(chǎn)綠氫7000噸。

中國海油—海水制氫、海上風(fēng)電制氫

我國海洋資源豐富，而海水制氫原料成本低，且海水制氫品質(zhì)更高。4月13日，中國海油正式成立中海石油（中國）有限公司北京新能源分公司，新能源分公司的主要業(yè)務(wù)為開展海陸風(fēng)光發(fā)電、加大CCUS科技攻關(guān)、探索培育氫能等。依托海洋資源，探索海上風(fēng)電制氫及儲運一體化等差異化氫能綜合技術(shù)，推進(jìn)油氣產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)一體化協(xié)同發(fā)展。

中國海油還擁有我國首套E-Gas煤制氫聯(lián)合裝置，截至5月7日，該裝置已連續(xù)運行超270天，累計生產(chǎn)氫氣超5.5萬噸。E-Gas技術(shù)具有碳轉(zhuǎn)化率高、排放低、熱利用效率高、耗氧少等特點，與傳統(tǒng)天然氣制氫工藝相比，可以降低成本20%～25%。目前全球僅有兩套裝置運行。中海煉化為全球E-Gas煤制氫技術(shù)可靠運行提供了一套成熟的“中國解決方案”。

中國華能——大型電解制氫設(shè)備

2021年11月26日，中國華能主導(dǎo)研制的世界單槽產(chǎn)能最大堿性制氫水電解槽在蘇州下線，每小時可制氫1300標(biāo)準(zhǔn)立方米，這也是世界上首套實現(xiàn)這一規(guī)模及每平方米6000安培電流密度性能的商業(yè)化堿性制氫水電解槽。該設(shè)備的下線標(biāo)志著我國已成功掌握高性能大型電解制氫設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，向大規(guī)模“綠氫”制備邁出堅實一步。

如何使用氫？

上到火箭燃料，下到汽車動力，氫能的應(yīng)用前景廣闊無際，中央企業(yè)多項以氫為原料或動力的產(chǎn)品問世，氫能汽車、火車、輪船……正在逐漸步入我們的日常生活。

國家電投——氫燃料電池

2021年12月，國家電投國氫科技30萬平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線投產(chǎn)。目前，國家電投已攻克了燃料電池的八大關(guān)鍵部件，實現(xiàn)了從材料到零部件再到燃料電池電堆和系統(tǒng)的全線自主化。

北京冬奧會期間，搭載國家電投“氫騰”燃料電池的氫能大巴以“零事故、零故障、零失誤”的穩(wěn)定表現(xiàn)，完成了一次華麗亮相。這是冬奧會歷史上第一次大規(guī)模使用氫燃料電池汽車作為主運力。

中國中車——氫能機車

2021年10月29日，全國首臺氫燃料電池混合動力機車在內(nèi)蒙古國家電投錦白鐵路正式上線。該機車由中車大同公司研制，以國家電投氫能公司研制的“氫騰”燃料電池為核心動力。設(shè)計時速80公里，滿載氫氣可單機連續(xù)運行24.5小時，平直道最大牽引載重超過5000噸。

機車可在大型工廠、礦山、港口等場所執(zhí)行運轉(zhuǎn)、調(diào)車、救援等多種任務(wù)，不用改變?nèi)魏舞F路基礎(chǔ)線路。全部錦白鐵路干線使用該型機車后，每年可減少碳排放量約9.6萬噸，相當(dāng)于種植600多萬棵樹。

中國能建——氫能發(fā)電

2021年12月28日，國內(nèi)首座兆瓦級氫能發(fā)電站首臺機組在安徽六安并網(wǎng)發(fā)電。該項目由中國能建安徽院設(shè)計，是國內(nèi)首個實現(xiàn)兆瓦級電解純水制氫、高壓儲氫以及氫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)全鏈條貫通的氫能項目。氫能可實現(xiàn)輸入功率秒級、毫秒級響應(yīng)，為電網(wǎng)提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，提高電力系統(tǒng)的安全性、可靠性、靈活性。

三峽集團——氫能工作船

5月17日，由三峽集團長江電力與中國船舶第七一二研究所合作研發(fā)建造的國內(nèi)首艘內(nèi)河氫燃料電池動力工作船——“三峽氫舟1號”正式開工建造，這是國內(nèi)首艘入級中國船級社（CCS）的氫燃料電池動力工作船。

“三峽氫舟1號”雙體交通船最高航速達(dá)每小時28公里，續(xù)航里程可達(dá)200公里。建成后主要用于三峽庫區(qū)及三峽大壩、葛洲壩之間交通、庫區(qū)巡查、應(yīng)急等工作。它的制造應(yīng)用，將進(jìn)一步推動氫能源技術(shù)在內(nèi)河船舶上的探索與研制，助力我國氫能船舶產(chǎn)業(yè)發(fā)展。