河北建头固原风电制氢综合利用示范项目。信息照片
中国造船重工718装配车间。信息照片
中国造船重工股份有限公司718成品车间。信息照片
氢能被认为是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。河北省产业结构存在偏差。氢能产业的蓬勃发展将有助于河北省能源结构的调整。此外,河北省有一定的氢能产业基础,因此河北省提出了率先创建国家氢能产业创新发展高地的目标。为此,河北省国有企业率先布局和部署“氢”设备,为推动河北省氢能产业的高质量发展发挥了主导作用。
先发制人布局建设[氢工业高地/s2/]
为了规划高起点,发展高质量的氢能产业,促进河北省能源结构的清洁转型,加快新老动能的转化,率先将河北建设成为全国氢能产业创新发展的高地,河北省出台了一系列促进河北省氢能产业发展的政策文件。其中,《关于促进河北省氢能产业发展的实施意见》提出,到2030年,全省将培育5-10家领先的国际企业,培育一批具有完整产业链研发实力和工业生产能力的科技企业,氢能产业链年产值将超过2000亿元。燃料电池技术国际先进,高效储氢运输技术的成熟性和可靠性大大提高,实现大规模应用。至少将建造100个加氢站,50,000多辆燃料电池汽车将投入运行。
因此,河北的国有企业表现出作为国有企业的责任。首先要围绕氢能“生产、储存、运输、填充、应用”环节加大研发力度,突破关键技术,抢占整个产业链布局,规划发展路径,促进河北氢能产业高质量发展。
鹤岗集团有限公司(以下简称“鹤岗集团”)相关官员表示,鹤岗集团旨在打造京津冀地区最具代表性的氢能应用示范企业,通过氢能示范全面引领京津冀零排放零污染物流发展。我们将建设覆盖全省主要城市的制氢和加氢网络,并将这些网络延伸到新能源材料、燃料电池和氢动力汽车的开发,形成覆盖京津冀地区的新能源供应网络。
今年3月,鹤岗集团与中国工程院战略咨询中心、中国钢铁研究技术集团有限公司和东北大学签署合作协议,共同组建“氢能技术与产业创新中心”。据报道,该中心以推动氢能产业加速升级和发展为宗旨,以市场为导向,注重氢能的产业应用和钢铁产业价值链的延伸,聚焦北京、天津、河北,辐射国内外,围绕制氢、氢能利用、氢冶金和新材料等领域建立协调创新、共同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。
鹤岗集团以氢能技术与产业创新中心先进氢能产业研发项目为载体,聚集高端人才,积极推动河北省氢能产业发展,重点是氢能产业示范基地建设、政府政策支持和商业模式探索与发展鹤岗工业技术服务有限公司市场部负责人刘守贤表示。
冀中能源峰峰集团有限公司(以下简称“峰峰集团”)最初依托峰峰焦化有限公司的氢资源,结合邯郸市政府相关规划,建设氢源点、加氢站、氢能公交车示范线和旅游氢能公交车示范线“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品氢气的优势,我们将在制氢、储氢、氢运输、氢产业链和氢能设备制造等领域开展研发和建设项目。”峰峰集团副总工程师张步琴表示,提前规划氢能产业,探索更先进、更适用的清洁能源,也是为了充分发挥国有企业在节能减排和环境管理方面应发挥的社会作用。
此外,峰峰集团在可再生能源制氢、氢能运输、氢能基础设施、高压车载氢气系统等领域深化了与中国船舶工业总公司718研究所(以下简称“中国船舶工业总公司718研究所”)的合作。联合分布邯郸市乃至京津冀地区氢能产业,共同推进氢能产业化和商品化。
逐一打破创新理念的关键环节
在氢能生产方面,河北建设投资集团有限公司(以下简称“河北建设投资”)探索风力发电和风光耦合制氢。河北建头风电制氢项目结合各种优势,创造性地提出了“离网/并网风电制氢综合利用”的理念。风力发电系统将不再以传统电网作为唯一的终端负荷,而是将直接应用于适应风力发电特点的电解制氢行业,成品氢气将通过管网输送到加氢站,最终应用于燃料电池公交车,构建一个完整的综合利用离网/并网风力发电制氢的产业链。
中国造船重工718研究所的优势是电解水制氢。我院水电解制氢装置已形成产氢能力为0.5-1000 Nm3/h的碱性水电解制氢设备和产氢能力为0.5-50 Nm3/h的SPE纯水电解制氢设备产品体系,主要应用于电力、有色冶金、石油化工等各个领域。同时,该研究所率先在国内开发了加压双极压滤式水电解制氢装置,实现了该装置的全自动控制运行。
我们开发的橇装水电解制氢设备、车载水电解制氢设备和600Nm3/h制氢设备均达到国际先进水平中国造船重工718研究所制氢设备工程部副主任李梦表示,该公司已销售了2000多台加压电解水制氢装置,客户遍布全国,国内市场份额超过60%,并出口到法国、俄罗斯、韩国等30多个国家。
另一方面,鹤岗集团和峰峰集团加快了工业副产气体制氢项目的布局和建设,重点是提高工业副产氢气的净化技术。工业副产品制氢是指利用工业生产过程中产生的尾气和副产品气体进行净化和制氢。以鹤岗集团为例,焦炉煤气中氢含量约为55%。据报道,工业副产品氢气产量巨大且稳定。峰峰集团工业副产氢气量为2亿Nm3,鹤岗集团制氢能力超过20万Nm3/h
“氢气净化技术的突破对于如何有效利用工业副产品氢气至关重要。下一步,峰峰集团将进一步与国家电力投资集团有限公司下属的设计单位就氢气净化技术进行沟通,共同研究从工业废气中提取氢气的技术和项目。”张步琴介绍。
加氢站的建设是氢能工业发展中遇到的另一个难题。加氢站所需的关键材料、核心部件和技术尚未独立进口,如加氢枪、换热器、关键管阀等。此外,高昂的建设成本限制了氢能产业基础设施的建设,可持续发展的商业推广模式尚未建立,市场运作条件尚未满足。
针对这一问题,相关企业开展了公关,一些加氢站项目也在稳步推进。峰峰集团与中国船舶工业718研究所合作的加氢站建设项目已被列为河北省重大科技项目。鹤岗集团加氢示范站项目已通过专家评审。由国家氢能标准化技术委员会和中国可再生能源学会氢能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,对促进河北省氢能发展具有积极意义。
促进绿色物流发展的广阔前景[/s2/]
在应用方面,氢燃料电池汽车是氢能应用前景最广阔的领域。
鹤岗集团大力推进重型燃料电池汽车示范。据介绍,氢燃料重型卡车将主要用于未来重工业集中的地区,如港口和工业园区。由于国内外还没有成熟的氢燃料电池重卡,“柴油制氢”批量示范运行仍需解决三个关键问题。一个是燃料电池重型卡车和传统重型卡车之间的价格差异。二是车辆运行参数与传统燃油车辆的相对经济性(包括油耗、巡航里程等)。);第三,车辆的日常维护费用。
鹤岗集团依托自身的气源、应用平台、跨学科技术人员支持和氢相关材料研发支持能力,与汽车企业和汽车运营企业深入合作,开展重卡氢燃料运输示范运营,旨在推广重卡“柴油制氢”,从根本上解决运输对空气体质量的影响,真正意义上推进绿色物流,并根据示范实际效果在京津冀地区复制推广,最终形成有效的运输网络。
除了氢燃料电池汽车,氢能在汽车领域的应用还包括氢能内燃机车。碳氢化合物是氢混合天然气。与天然气汽车相比,h CNG内燃机车在更充分促进天然气燃烧的同时,可以减少碳排放和氮氧化物排放。
他说:「碳氢化合物将会在未来广泛应用,并会在节约能源、减少排放和充分利用能源方面发挥重要作用。如果加氢站与天然气站合作向汽车中注入碳氢化合物,氢能的应用范围将立即扩大。峰峰集团目前正在与一些科研机构讨论相关技术,与邯郸华润燃气有限公司讨论天然气混氢的发展方向,利用邯郸市现有天然气加气站布局开展天然气混氢示范项目。除了用少量设备满足各种车辆需求外,它还可以缓解邯郸市的天然气短缺问题。”张步琴说。(刘雄陶)