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(wàn)噸，超過(guò)三分之一的中央企業(yè)已經(jīng)在布局氫能全產(chǎn)業(yè)鏈?！半p碳”目標下，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”。

還記得北京冬奧會(huì )主火炬的“微火”與“雪花”嗎?在開(kāi)幕式上，點(diǎn)燃主火炬的燃料正是氫能，這也是奧運會(huì )歷史上首次實(shí)現火炬零碳排放。

氫燃燒的產(chǎn)物是水，燃燒過(guò)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。據估計，它構成了宇宙質(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(mén)出臺《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021—2035年)》，明確了氫的能源屬性，同時(shí)明確氫能是戰略性新興產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)方向是構建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉型升級的新增長(cháng)點(diǎn)。

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(wàn)噸，超過(guò)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)設備瓶頸，“國家隊”的氫從哪里來(lái)，往何處去?今天就帶您看個(gè)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)、藍氫(普通化石燃料制氫與碳捕捉、封存技術(shù)結合的制氫方案)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(gè)萬(wàn)噸級光伏綠氫示范項目——中國石化新疆庫車(chē)綠氫示范項目正式啟動(dòng)建設，投產(chǎn)后年產(chǎn)綠氫可達2萬(wàn)噸。這是中國石化第一個(gè)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(shí)，重大機械設備、核心材料全部實(shí)現國產(chǎn)化。項目將替代原有的天然氣制氣方式，預計每年可減少二氧化碳排放48.5萬(wàn)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(diǎn)。光伏站點(diǎn)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(lái)算，氫氣價(jià)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(kāi)工，建成后將為玉門(mén)油田160兆瓦光伏制氫示范項目順利建設奠定基礎。該項目設計建設160兆瓦光伏電站和7000噸電解水制氫生產(chǎn)線(xiàn)，預計2023年全面建成投運，年平均發(fā)電量達2.78億千瓦時(shí)，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(kāi)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，該裝置已連續運行超270天，累計生產(chǎn)氫氣超5.5萬(wàn)噸。E-Gas技術(shù)具有碳轉化率高、排放低、熱利用效率高、耗氧少等特點(diǎn)，與傳統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

大型電解制氫設備

2021年11月26日，中國華能主導研制的世界單槽產(chǎn)能最大堿性制氫水電解槽在蘇州下線(xiàn)，每小時(shí)可制氫1300標準立方米，這也是世界上首套實(shí)現這一規模及每平方米6000安培電流密度性能的商業(yè)化堿性制氫水電解槽。

該設備的下線(xiàn)標志著(zhù)我國已成功掌握高性能大型電解制氫設備的關(guān)鍵技術(shù)，向大規?！熬G氫”制備邁出堅實(shí)一步。

如何使用氫?

上到火箭燃料，下到汽車(chē)動(dòng)力，氫能的應用前景廣闊無(wú)際，中央企業(yè)多項以氫為原料或動(dòng)力的產(chǎn)品問(wèn)世，氫能汽車(chē)、火車(chē)、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(wàn)平方米質(zhì)子交換膜生產(chǎn)線(xiàn)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(shí)現了從材料到零部件再到燃料電池電堆和系統的全線(xiàn)自主化。

北京冬奧會(huì )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”的穩定表現，完成了一次華麗亮相。這是冬奧會(huì )歷史上第一次大規模使用氫燃料電池汽車(chē)作為主運力。

中國中車(chē)

氫能機車(chē)

2021年10月29日，全國首臺氫燃料電池混合動(dòng)力機車(chē)在內蒙古國家電投錦白鐵路正式上線(xiàn)。該機車(chē)由中車(chē)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(dòng)力。設計時(shí)速80公里，滿(mǎn)載氫氣可單機連續運行24.5小時(shí)，平直道最大牽引載重超過(guò)5000噸。

機車(chē)可在大型工廠(chǎng)、礦山、港口等場(chǎng)所執行運轉、調車(chē)、救援等多種任務(wù)，不用改變任何鐵路基礎線(xiàn)路。全部錦白鐵路干線(xiàn)使用該型機車(chē)后，每年可減少碳排放量約9.6萬(wàn)噸，相當于種植600多萬(wàn)棵樹(shù)。

中國能建

氫能發(fā)電

2021年12月28日，國內首座兆瓦級氫能發(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計，是國內首個(gè)實(shí)現兆瓦級電解純水制氫、高壓儲氫以及氫燃料電池發(fā)電系統全鏈條貫通的氫能項目。氫能可實(shí)現輸入功率秒級、毫秒級響應，為電網(wǎng)提供調峰調頻等輔助服務(wù)，提高電力系統的安全性、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(cháng)江電力與中國船舶第七一二研究所合作研發(fā)建造的國內首艘內河氫燃料電池動(dòng)力工作船——“三峽氫舟1號”正式開(kāi)工建造，這是國內首艘入級中國船級社(CCS)的氫燃料電池動(dòng)力工作船。

“三峽氫舟1號”雙體交通船最高航速達每小時(shí)28公里，續航里程可達200公里。建成后主要用于三峽庫區及三峽大壩、葛洲壩之間交通、庫區巡查、應急等工作。它的制造應用，將進(jìn)一步推動(dòng)氫能源技術(shù)在內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。