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河北国企“氢”装上阵

2019.10.15来源:经济参考报

调整能源结构 抢先布局氢能产业

河北国企“氢”装上阵

(经济参考报 2019104日)

□记者 刘桃熊 石家庄报道

氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源之一,氢能产业具有广阔的市场前景。河北省产业结构偏重,大力发展氢能产业有助于调整河北省能源结构。此外河北省具有一定的氢能产业基础,因此河北省提出了率先打造全国氢能产业创新发展高地的目标。为此,河北省国有企业抢先布局、“氢”装上阵,为推动河北省氢能产业高质量发展发挥了示范带头作用。

抢先布局 打造氢能产业高地

为高起点谋划、高质量发展氢能产业,促进河北省能源结构清洁转型,加快新旧动能转换,率先将河北打造成为全国氢能产业创新发展高地,河北省出台了一系列推动河北省氢能产业发展的政策文件。其中,《河北省推进氢能产业发展实施意见》提出,到2030年,全省培育510家国际领先的龙头企业,孵化一批科技型企业,拥有全产业链研发实力和工业化生产能力,氢能产业链年产值突破2000亿元;燃料电池技术国际先进,高效的氢气储运加技术成熟度和可靠性大幅提升,并实现规模化应用;至少建成100座加氢站,燃料电池汽车运行超过5万辆。

为此,河北省国有企业展现国企担当,先试先行,围绕氢能“制取-储运-加注-应用”环节加大研发力度、突破关键技术,围绕全产业链抢先布局、谋划发展路径,推动河北省氢能产业高质量发展。

河钢集团有限公司(简称“河钢集团”)相关负责人表示,河钢集团以打造京津冀地区最具代表性的氢能应用示范企业为目标,通过氢能示范全面引领京津冀零排放、零污染物流发展。建设覆盖全省主要城市的制氢、加氢网络,同时向氢能新材料开发、燃料电池和氢能汽车制造等领域延伸,形成覆盖京津冀地区的新能源供应网络。

今年3月份,河钢集团联合中国工程院战略咨询中心、中国钢研科技集团有限公司、东北大学签订合作协议,联合组建“氢能技术与产业创新中心”。据介绍,该中心以促进氢能产业加速提质发展为目标,以市场为导向,以氢能产业化应用和钢铁产业价值链延伸为主线,聚焦京津冀、辐射国内外,围绕氢气制备、氢能利用、氢冶金、新材料等领域,建立协同创新、共促发展的长效运行机制,致力于打造具有竞争力和影响力的氢能应用研究和科技成果转化平台。

“河钢集团以氢能技术与产业创新中心先进的氢能产业研发项目为载体,聚集高端人才,以氢能产业示范基地建设、政府政策导向支持、商业模式探索发展为着力点,积极推动河北省氢能产业发展。”河钢工业技术服务有限公司市场部负责人刘守显说。

冀中能源峰峰集团有限公司(简称“峰峰集团”)先期依托峰煤焦化有限公司的氢气资源,结合邯郸市政府相关规划,打造一个氢源点、一座加氢站、一条氢能源汽车公交示范线、一条旅游观光氢能源汽车示范线的“四个一”氢能综合利用示范工程。

“依托峰峰集团拥有大量工业副产氢的优势,我们将在制氢、储氢、运氢、用氢产业链以及在氢能装备制造上开展研究、开发建设项目。”峰峰集团副总工程师张步勤说,提前布局氢能产业,探索更先进、更适用的清洁能源方向,也是想发挥作为国有企业在节能减排、环境治理方面应起的社会作用。

此外,峰峰集团还与中国船舶重工集团公司第七一八研究所(简称“中船重工七一八所”)在可再生能源制氢、氢能交通、氢能基础设施、高压车载氢系统等领域深化合作关系,共同布局邯郸市乃至京津冀地区氢能产业,共同推动氢能产业化、商业化。

创新思路 关键环节各个击破

在氢能制取上,河北建设投资集团有限责任公司(简称“河北建投”)探索风电制氢和风光耦合制氢。河北建投风电制氢项目结合多方优势,创新性提出“离/并网风电制氢综合利用”的思路,风电系统将不再以传统电网为唯一终端负荷,而拟直接应用于适应风电特性的电解制氢业,并将成品氢通过管网输送到加氢站,最终应用于燃料电池客车,构建一条完整的离/并网风电制氢综合利用的产业链。

中船重工七一八所的优势在于电解水制氢,该所的水电解制氢装置形成了产氢量0.5-1000Nm3/h的碱性水电解制氢设备及0.550Nm3/hSPE纯水电解制氢设备产品体系,主要应用于电力、有色冶金、石油化工等多个领域。同时,该所在国内率先开发了加压型双极压滤式水电解制氢装置,并实现装置的全自动控制运行。

 “我们研制的撬装式水电解制氢设备、车载式水电解制氢设备、600Nm3/h制氢装置均处于国际先进水平。” 中船重工七一八所制氢设备工程部副主任李猛介绍,该公司已累计销售2000余台加压电解水制氢装置,用户遍及全国各地,国内市场占有率超过60%,并出口至法国、俄罗斯、韩国等30多个国家。

河钢集团和峰峰集团则加快布局建设工业副产气制氢项目,着力提高工业副产氢提纯技术。工业副产制氢是指利用工业生产过程中产生的尾气、副产气进行提纯制氢,以河钢集团为例,其通过焦炉煤气制氢,焦炉煤气中氢气含量约为55%。据介绍,工业副产氢产量巨大且稳定,峰峰集团工业副产氢保有量达两亿Nm3,河钢集团则具有20Nm3/h以上的氢气生产能力。

 “如何有效利用工业副产氢,氢气提纯技术的突破非常关键,下一步峰峰集团将联合国家电力投资集团有限公司下属设计单位就氢气提纯技术进一步沟通交流,共同研究工业尾气提氢的技术和项目。”张步勤介绍。

加氢站建设是氢能产业发展过程中遇到的另一个难点,加氢站所需的关键材料和核心元件及技术尚未自主,如加氢枪、换热器及关键的管阀件尚需进口。此外,高昂的建站成本限制了氢能产业基础设施的建设,可持续发展的商业化推广模式尚未建立,尚未具备市场化运营的条件。

针对这一难题相关企业已展开公关,部分加氢站项目也在稳步推进。峰峰集团与中船重工七一八所合作的加氢站建设项目已被列为河北省科技重大专项项目。河钢集团加氢示范站项目已通过专家评审,全国氢能标准化技术委员会、中国可再生能源学会氢气专业委员会组成的专家组认为该项目符合技术发展趋势和相关政策,对推动河北省氢能发展具有积极意义。

前景广阔 推动绿色物流发展

在应用方面,氢燃料电池汽车是氢能源应用前景最为广阔的领域。

河钢集团大力推进燃料电池重载汽车示范。据介绍,氢燃料重卡未来主要应用在重工业集中的区域,如港口、工业园区等,由于目前国内外尚没有成熟的氢燃料电池重卡,因此“柴改氢”批量示范运营还需要解决三个关键问题,一是燃料电池重卡价格与传统重卡价格差价的问题;二是车辆运行参数与传统燃油车相对比经济性的问题(包括油耗、续航里程等);三是车辆日常维护成本的问题。

河钢集团依托自身具备的气源、应用平台、跨学科技术人才保障以及涉氢材料的研发保障能力,联合整车企业及车辆运营企业进行深入合作,就氢燃料重卡运输进行示范运行,旨在推动重载卡车“柴改氢”,从根本上解决交通运输对空气质量的影响,推动真正意义上的绿色物流,并将根据示范实际效果,在京津冀地区进行复制推广,最终形成有效的运输网络。

除氢燃料电池汽车之外,氢能在汽车领域的应用还包括HCNG内燃机车。HCNG即混氢天然气,HCNG内燃机车相较CNG汽车可以降低碳排放,减少氮氧化物排放,同时促进天然气燃烧更充分,

HCNG将来应用范围非常大,在节能减排、能源充分利用上也有很重要的作用,加氢站如果跟天然气站协同,为汽车加注HCNG,一下就扩大了氢能的使用范围,峰峰集团目前也在跟一些科研机构探讨相关技术,与邯郸华润燃气有限公司探讨了天然气掺氢的发展方向,并利用邯郸市现有天然气加气站的布局,开展天然气掺氢的示范工程,除了可以利用少量设备满足多种车辆要求以外,还能缓解邯郸市天然气匮乏的难题。”张步勤说。