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　　近日，生態(tài)環(huán)境部等六部門聯(lián)合印發(fā)《國家重點低碳技術征集推廣實施方案》（以下簡稱《實施方案》）。《實施方案》強調以技術降碳潛力和降碳效果為目標導向，按照技術的先進性和成熟度，遴選具有降碳潛力、代表科技創(chuàng)新方向的示范類技術和降碳效果顯著、適合規(guī)模化應用的技術予以推廣。

 

　　氫能開發(fā)利用技術被列為擬推廣技術范疇，突顯了我國在氫能多元化利用方面取得的成績。相關專家表示，隨著《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021~2035年）》的出臺，我國氫能在交通、電力、化工、建筑及冶金等領域的應用“百花齊放”，很多應用技術已具備一定的先進性和成熟度。

 

交通領域氫能應用大刀闊斧

 

　　交通領域作為我國氫能應用的先行領域發(fā)展非常迅速，已成為我國氫能示范應用的重點領域，各地紛紛出臺的氫能發(fā)展規(guī)劃，大多將交通領域作為重點示范應用場景，極大地推動氫能在交通領域的應用。

 

　　東方電氣（成都）氫能科技有限公司黨委副書記、總經理黃果告訴記者，在交通領域應用的技術指標方面，我國近年來已取得快速提升，功率等級、功率密度、使用壽命等關鍵指標已與國際水平相當，有些甚至已經走在前面。在關鍵零部件方面，膜電極、電堆、空壓機、氫氣循環(huán)泵、加濕器等關鍵零部件已完全實現(xiàn)國產化。在基礎材料方面，催化劑、質子交換膜、碳紙等國產化進程進一步加快，正在實現(xiàn)替代應用。黃果特別向記者介紹了東方電氣在交通領域取得的成績：在氫燃料電池產品序列上，東方電氣已自主研發(fā)了40千瓦、60千瓦、80千瓦、110千瓦、200千瓦、270千瓦等系列產品，可覆蓋輕中重各類商用車功率需求，并且在高原低溫嚴寒地區(qū)得到了充分驗證。在車型應用上，東方電氣協(xié)同國內主流車企開發(fā)出物流車、重卡、混凝土運輸車、渣土車、環(huán)衛(wèi)車等20余種車型，在北京、四川、江蘇、河北、甘肅、貴州等省市實現(xiàn)了批量應用和驗證，氫能車輛安全運行里程超3300萬千米，實現(xiàn)安全載客超3500萬人次，在行業(yè)處于領先水平。

 

　　據(jù)了解，目前，我國在交通領域應用氫能日益普及。2022世界新能源汽車大會上，福田汽車推出了35噸級和49噸級液氫燃料電池重卡，兩款液氫重卡分別搭載了60千克和100千克車載液氫燃料系統(tǒng)，勻速滿載續(xù)航可達到700千米和1000千米，實現(xiàn)了國內液氫在民用領域的突破。2023年3月，國內首艘氫燃料電池動力工作船“三峽氫舟1號”在廣東中山下水。其氫燃料電池額定輸出功率500千瓦，最高航速可達到28千米/時，續(xù)航里程最高可達200千米。2023年3月25日，國內首款四座氫內燃機飛機驗證機在沈陽某機場完成首飛，此飛機搭載一汽集團基于“紅旗”汽油機研發(fā)的國內首款2.0升零排放增壓直噴氫內燃機，是我國自主研制的第一架以氫內燃機為動力的通航飛機。2023年6月，中國中車首臺“寧東號”氫動力機車在山西大同交付下線，這是我國首臺由內燃機車改造而來的氫動力機車，也是全球裝機功率最大的氫動力機車。

 

電氫耦合邁出堅實步伐

 

　　最新的研究表明，氫能與電力協(xié)同發(fā)展，能夠為新型電力系統(tǒng)的建設和完善提供有效支撐。將氫能應用于新型電力系統(tǒng)“源—網—荷—儲”各環(huán)節(jié)，構成電氫耦合發(fā)展生態(tài)模式，能夠打破電網在新能源發(fā)電承載能力上的局限，使風光水等資源得到充分的開發(fā)利用。目前，我國在電氫耦合方面已邁出堅實步伐。

 

　　2021年12月30日和2022年9月29日，國家電投湖北公司鄂中區(qū)域公司荊門燃機項目相繼完成我國首次、全球首例在重型燃機商業(yè)機組上實施高比例摻氫燃燒改造試驗和科研攻關，燃氣摻氫比例由15%提高到30%。燃機在摻氫運行過程中，系統(tǒng)各項指標穩(wěn)定，整體方案可靠性得到充分驗證。2022年3月國內首座3千瓦級“氨—氫”燃料電池發(fā)電站交付中國鐵塔龍巖分公司，現(xiàn)已成功發(fā)電并穩(wěn)定運行。“氨—氫”燃料電池發(fā)電站具有綠色、高效、無噪聲的特點，以及長續(xù)航、遠程可操控的優(yōu)勢。2022年7月6日，國內首座兆瓦級氫能綜合利用示范站在安徽六安投運，標志著我國首次實現(xiàn)兆瓦級制氫—儲氫—氫能發(fā)電的全鏈條技術貫通。該示范站是國內首次對具有全自主知識產權“制、儲、發(fā)”氫能技術的全面驗證和工程應用。

 

　　2023年3月25日，國家重點研發(fā)計劃中的固態(tài)儲氫開發(fā)項目率先在廣東廣州和云南昆明實現(xiàn)并網發(fā)電。這是我國首次利用光伏發(fā)電制成固態(tài)氫能并成功應用于電力系統(tǒng)，對于推進可再生能源大規(guī)模制氫、加快建成新型電力系統(tǒng)具有里程碑意義。固態(tài)儲氫解決了“綠電”與“綠氫”靈活轉換的難題，這一重大變革性技術，未來有望成為支撐電力系統(tǒng)向高級形態(tài)演化的重要驅動力量。

 

　　中國電力科學研究院有限公司技術戰(zhàn)略研究中心主任閆華光認為，電氫耦合可提升電力系統(tǒng)靈活性，谷電制氫、氫能發(fā)電及熱電聯(lián)供系統(tǒng)將在園區(qū)、備用電源領域等特定場景下得到進一步推廣應用。隨著風光新能源發(fā)電量占比不斷攀升，當占比超過50%時，氫儲能電站作為大規(guī)模長周期跨季節(jié)儲能方式，其作用和優(yōu)勢會進一步凸現(xiàn)。

 

其他領域氫能應用屢獲突破

 

　　除了在交通領域和電力領域的應用范圍不斷拓展外，氫能在化工、建筑、冶金等領域的應用也在不斷拓展。

 

　　在化工領域，中國寰球工程有限公司北京分公司工藝部副主任唐碩認為，發(fā)揮氫能的樞紐作用，不斷突破創(chuàng)新氫能與綠色化工技術，構建新能源與化工耦合發(fā)展的新格局，是解決全球氣候危機，深度降低二氧化碳排放的重要手段，是重構全球能源供應體系，解決可再生能源消納的重要方式。從化工領域用氫企業(yè)產量來看，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國2022年合成氨產量約為6000萬噸、合成甲醇產量約8100萬噸，其氫氣需求量分別達到約1059萬噸、1012萬噸。從項目分布區(qū)域來看，主要集中在可再生資源豐富的“三北”地區(qū)，其中內蒙古多倫風光儲氫制綠氨項目規(guī)模達到60萬噸，內蒙古赤峰風光制綠氫綠氨一體化示范項目、內蒙古通遼儲氫氨一體化零碳產業(yè)園、遼寧臺安新能源制氫制氨項目的規(guī)劃綠氫合成氨產能均達到30萬噸級別。

 

　　在建筑領域，氫能可作為清潔能源解決建筑用能問題，通過氫燃料電池系統(tǒng)，將氫能轉化為電能和熱能；熱能通過熱泵可轉化為冷能，配合儲熱（冷）水設施，用于建筑日常用電、夏季制冷和冬季取暖。2022年8月1日，世界首個實用化和規(guī)模化零碳智慧能源中心——陜西榆林科創(chuàng)新城零碳分布式智慧能源中心示范項目建成投用。該項目是世界上首個實現(xiàn)包含氫能在內的零碳多能源供需系統(tǒng)實用化和規(guī)模化的示范應用，為實現(xiàn)碳達峰碳中和目標提供了新的技術路徑。

 

　　在冶金領域，2022年2月，中國寶武湛江鋼鐵零碳示范工廠百萬噸級氫基豎爐開工建設。該項目是國內首套百萬噸級氫基豎爐，也是首套集成氫氣和焦爐煤氣進行工業(yè)化生產的直接還原生產線，項目投產后對比傳統(tǒng)鐵前全流程高爐煉鐵工藝同等規(guī)模鐵水產量，每年可減少二氧化碳排放50萬噸以上。