圖①：山東省青島港內(nèi)的加氫站。資料圖片

圖②：廣東省佛山市街頭的氫能共享單車。圖片來源：視覺中國(guó)

　　氫能由于燃燒后不會(huì)產(chǎn)生污染物，被視為21世紀(jì)極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是?shí)現(xiàn)碳中和的重要路徑。習(xí)近平總書記指出，要把促進(jìn)新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置，積極有序發(fā)展氫能源。

　　在不久前舉辦的2023北京國(guó)際氫能技術(shù)裝備展覽會(huì)上，我國(guó)企業(yè)展出的各類氫能源設(shè)備和應(yīng)用異彩紛呈。近幾年，我國(guó)大力推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在氫能生產(chǎn)和應(yīng)用等方面打下良好基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)已成為世界上最大的制氫國(guó)。2022年，氫氣年產(chǎn)量超3500萬噸，已規(guī)劃建設(shè)超300個(gè)可再生能源制氫項(xiàng)目，72個(gè)在建、建成的項(xiàng)目總產(chǎn)能超20萬噸/年，在氫能供給上具有巨大潛力。同時(shí)，我國(guó)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也不斷推進(jìn)，目前已累計(jì)建成加氫站超350座，加氫站數(shù)量世界第一。

　　加油變加氫，減少二氧化碳和油氣分子排放

　　同燃油車與加油站的關(guān)系相似，氫燃料電池汽車的運(yùn)營(yíng)離不開加氫站。近年來，我國(guó)加氫站數(shù)量逐步增長(zhǎng)，為綠色交通提供了有力支撐。

　　6月14日早上8時(shí)30分，浙江省嘉興市嘉善縣善通加油加氫站技術(shù)指導(dǎo)員江誠(chéng)戴上安全帽，穿上防靜電服套裝，開始對(duì)加氫站設(shè)備的工作壓力、內(nèi)部溫度等進(jìn)行每日例行安全檢查。他拿上手持式可燃?xì)怏w探測(cè)儀，在確認(rèn)罐體、管道、各設(shè)備接口等無泄漏點(diǎn)后，提前開啟了氫氣冷卻系統(tǒng)和壓縮機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)備。當(dāng)?shù)谝惠v氫燃料公交車駛?cè)爰託鋱?chǎng)地，江誠(chéng)先是查看車輛的特種設(shè)備使用登記證是否在有效期內(nèi)，再對(duì)氫氣瓶進(jìn)行檢查，隨后檢查加氫車上的儀表，確保車輛切斷電源，以及加氫嘴的清潔情況。之后他熟練連接靜電接地線，將加氫槍對(duì)準(zhǔn)車輛的加氫口，連接成功后，點(diǎn)擊加氫機(jī)上的加氫按鈕，開始加氫。結(jié)束后，江誠(chéng)又拿著手持式可燃?xì)怏w探測(cè)儀在加氫口進(jìn)行檢測(cè)，確保無漏氣。

　　作為浙江省內(nèi)第一座集加油、加氫功能于一體的綜合能源供應(yīng)站，善通加油加氫站分為東西兩個(gè)對(duì)稱區(qū)域，西邊是傳統(tǒng)的汽柴油供應(yīng)區(qū)，東邊供應(yīng)的則是氫能。雖然從外表看，加氫站的樣子與加油站基本一樣，但內(nèi)部還是有不少區(qū)別。“加氫站的配套設(shè)備更多，用電量比普通加油站多，但更環(huán)保。對(duì)于工作人員來說，沒有油氣分子、甲苯等對(duì)身體健康有害物質(zhì)的危害。”江誠(chéng)介紹，使用氫能加注一輛公交車平均在5分鐘左右，跟加油相比稍慢。同時(shí)，注入公交車的氫氣溫度也不同于普通的油品溫度。

　　除了善通加油加氫站這樣的城市加氫站，近年來，港口、工業(yè)園區(qū)等地也陸續(xù)建設(shè)起加氫站點(diǎn)。山東港口青島港前灣港加氫站是我國(guó)首座港口加氫站，加氫站海港藍(lán)的屋頂、白色的墻面，以及白色的站名，構(gòu)成如畫般的一幕。港口加氫站主要為集裝箱公司的氫能集卡提供加氫服務(wù)，別看加氫站占地面積不大，但站內(nèi)配備的全部是目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的設(shè)備：國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的雙槍雙計(jì)量加氫機(jī)安裝有TK25大口徑加氫槍，可同時(shí)為兩部氫能源車輛加注氫氣；壓縮機(jī)選用的是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的液驅(qū)式氫氣壓縮機(jī)，具有氫氣壓縮過程溫升低、可以頻繁啟停等優(yōu)點(diǎn)；此外，加氫站所有室外設(shè)備在材質(zhì)上選用了耐鹽霧材料，可以減少港口高鹽霧環(huán)境對(duì)加氫站設(shè)備使用壽命的影響。

　　據(jù)加氫站站長(zhǎng)王本龍介紹，以前沒有加氫站的時(shí)候，港口集裝箱車輛主要是靠柴油、LNG燃料來驅(qū)動(dòng)。換成加氫之后，給港口帶來最直接的好處是減少二氧化碳排放。通過氫能集卡試點(diǎn)應(yīng)用測(cè)算，一輛氫能重卡較傳統(tǒng)燃料重卡一晝夜可減少240kg到360kg左右的二氧化碳排放。

　　不過，由于氫氣具有易爆的特性，其安全問題不容小覷，因此，各類加氫站對(duì)于安全管理都極為嚴(yán)格。中國(guó)石化銷售股份有限公司浙江嘉興嘉善石油支公司安全科科長(zhǎng)陳曉明表示：“我們制定了完善的操作規(guī)程和應(yīng)急預(yù)案，還配備了安全閥、可燃?xì)怏w報(bào)警器、火焰探測(cè)儀等設(shè)施進(jìn)行全覆蓋并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提高加氫站的‘技防’水平。在‘人防’上，我們還有專業(yè)的管理人員和維修隊(duì)伍，另有人員手持可燃?xì)怏w探測(cè)儀進(jìn)行定時(shí)巡回檢查。”

　　而王本龍則表示，傳統(tǒng)加油站的加油區(qū)罩棚大都采用平頂式結(jié)構(gòu)，而我們的加氫站罩棚采用的是“Y型”結(jié)構(gòu)。一旦出現(xiàn)氫氣泄漏，可以讓氫氣迅速逃逸到大氣中，避免氫氣聚積帶來的安全隱患。此外，加氫站還在主要涉氫部位和管道共安裝10臺(tái)工業(yè)及商業(yè)用途點(diǎn)型可燃?xì)怏w探測(cè)器和6臺(tái)點(diǎn)型紫外火焰探測(cè)器，對(duì)站內(nèi)各區(qū)域做到氫氣泄漏、火焰全覆蓋24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有任何異常通過現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器反饋給站控系統(tǒng)，能夠立即關(guān)斷所有氫氣氣源。

　　運(yùn)氫車加管道，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氫氣安全輸送

　　事實(shí)上，除了加氫站這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，近年來，我國(guó)與氫能相關(guān)的各種應(yīng)用和配套設(shè)施也層出不窮。

　　就拿青島港來說，除了港口加氫站，港口的全自動(dòng)化集裝箱碼頭還實(shí)現(xiàn)了氫燃料電池在港口軌道吊上的應(yīng)用，這在全球也是首次。自動(dòng)化碼頭負(fù)責(zé)人秦洪建告訴記者，氫動(dòng)力軌道吊與市網(wǎng)供電軌道吊相比，更加節(jié)能，它可將起升下降和各運(yùn)行機(jī)構(gòu)減速的過程產(chǎn)生回饋電能存儲(chǔ)在大功率電池中，實(shí)現(xiàn)回饋電量的最大化利用。此外，氫動(dòng)力軌道吊以氫氣為燃料，與氧氣經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后透過質(zhì)子交換膜產(chǎn)生電能，生成水，全程不排放碳化氫、一氧化碳、二氧化碳等污染物。這種軌道吊自投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)以來，每臺(tái)平均年作業(yè)量為9萬標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，算下來，每年可減碳約300噸，減排二氧化硫9.9噸。

　　隨著氫能在各領(lǐng)域的應(yīng)用，氫能儲(chǔ)運(yùn)的需求也越來越高。由于氫氣是世界上最輕的氣體，液化困難，其運(yùn)輸成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油等燃料。近年來，我國(guó)在氫能儲(chǔ)運(yùn)方面的技術(shù)取得了不小進(jìn)步。今年4月，全球先進(jìn)噸級(jí)鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫車在上海正式亮相，標(biāo)志著我國(guó)在固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫方面實(shí)現(xiàn)了新進(jìn)展。之所以叫“鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫車”，是因?yàn)檫\(yùn)氫車內(nèi)裝載了12個(gè)裝填了鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫容器，工作人員通過相關(guān)技術(shù)將氫氣存儲(chǔ)在這些鎂合金材料里，變氣體運(yùn)輸為固體運(yùn)輸，讓氫氣得以長(zhǎng)距離、常溫常壓安全儲(chǔ)運(yùn)。車輛的研制方——上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心副主任鄒建新表示，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫體積非常高，這是它非常大的優(yōu)勢(shì)。一輛長(zhǎng)13.3米的鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫車最大儲(chǔ)氫量可達(dá)1噸，而如果是傳統(tǒng)高壓氣態(tài)長(zhǎng)管拖車的話，最大儲(chǔ)氫量連300公斤都達(dá)不到。

　　不過，鎂基固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫車只適用于短距離的氫氣運(yùn)輸，長(zhǎng)距離的氫氣運(yùn)輸還需要依靠管道。在近日召開的2023上海國(guó)際碳中和技術(shù)、產(chǎn)品與成果博覽會(huì)上，中國(guó)石化展出了一張“西氫東送”全國(guó)氫能骨干網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖。其中，金陵—揚(yáng)子氫氣管道、巴陵—長(zhǎng)嶺氫氣輸送管線、濟(jì)源—洛陽氫氣管道已經(jīng)建成。隨著“西氫東送”管道的逐步建設(shè)投產(chǎn)，西部風(fēng)電站以及光伏發(fā)電站由于波動(dòng)性等造成的“棄風(fēng)、棄光”可轉(zhuǎn)化成氫進(jìn)行儲(chǔ)能，再通過輸氫管道輸送出來，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用。

　　不久前，我國(guó)首個(gè)“西氫東送”輸氫管道示范工程被納入石油天然氣“全國(guó)一張網(wǎng)”建設(shè)實(shí)施方案。該管道規(guī)劃起點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點(diǎn)位于北京市的燕山石化，全長(zhǎng)400多公里，經(jīng)過內(nèi)蒙古、河北、北京等3個(gè)省（區(qū)、市），是我國(guó)首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長(zhǎng)距離的純氫輸送管道，一期運(yùn)力10萬噸/年，預(yù)留50萬噸/年的遠(yuǎn)期提升潛力。此前，氫氣長(zhǎng)距離輸送一般都是利用現(xiàn)有天然氣管道摻氫運(yùn)輸，而此次建設(shè)的專用純氫氣運(yùn)輸管道，將為我國(guó)今后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠(yuǎn)距離氫能運(yùn)輸提供了更加有力的支撐。

　　政策技術(shù)支持，氫能產(chǎn)業(yè)呈集群化發(fā)展

　　“雙碳”目標(biāo)背景之下，國(guó)家有關(guān)政策的支持，推動(dòng)著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國(guó)家能源局相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)形成了極具活力和特色的發(fā)展態(tài)勢(shì)，長(zhǎng)三角、珠三角、環(huán)渤海三大區(qū)域氫能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)集群化發(fā)展態(tài)勢(shì)。

　　位于粵港澳大灣區(qū)中心腹地的廣東省佛山市是國(guó)內(nèi)在氫能領(lǐng)域發(fā)展較早的城市之一。佛山市南海區(qū)有著“中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)之都”之稱，目前已聚集氫能企業(yè)和機(jī)構(gòu)超150家，全部達(dá)產(chǎn)后將形成涵蓋富氫材料、制氫設(shè)備以及燃料電池及核心部件等環(huán)節(jié)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。佛山市攀業(yè)氫能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱攀業(yè)氫能源）幾年前落戶南海區(qū)，主要聚焦于中小功率電堆、膜電極、以及中小功率氫燃料電池終端產(chǎn)品生產(chǎn)。公司總經(jīng)理施濤表示，之所以選擇這里，主要看中的就是當(dāng)?shù)嘏涮R全的氫能上下游產(chǎn)業(yè)鏈條：“我們這幾年主要做氫能單車，這輛車上面價(jià)值80%以上的部件也好，材料也好，其實(shí)都是佛山產(chǎn)的。”

　　位于佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)的“仙湖氫谷”是佛山市重要的氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)。在這里，氫能共享單車、氫能游船、氫能環(huán)衛(wèi)掃地機(jī)以及加氫站等氫能應(yīng)用隨處可見，其中有一些產(chǎn)品或者產(chǎn)品設(shè)備部件就出自“仙湖氫谷”內(nèi)的企業(yè)之手。攀業(yè)氫能源就位于“仙湖氫谷”園區(qū)，公司雖成立時(shí)間不長(zhǎng)，但企業(yè)已組建起一支專業(yè)的氫燃料電池產(chǎn)品應(yīng)用研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并建立起國(guó)內(nèi)第一條中小功率氫燃料電池自動(dòng)化生產(chǎn)線，其所生產(chǎn)的電池在園區(qū)內(nèi)的游船、單車等交通工具上都有應(yīng)用。

　　作為新能源產(chǎn)業(yè)，技術(shù)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的支撐。近年來，佛山市南海區(qū)通過引進(jìn)科研機(jī)構(gòu)，打造佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室，吸引氫能新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)不斷地向南海聚集。今年4月，國(guó)內(nèi)最大的質(zhì)子交換膜電解水制氫裝備生產(chǎn)基地在南海區(qū)投產(chǎn)，基地?fù)碛腥蜃钕冗M(jìn)的零碳技術(shù)水平和綠氫設(shè)備制造能力。相較于普通氫氣，“綠氫”是指用可再生能源制造的氫氣?；赜嘘P(guān)負(fù)責(zé)人此前曾表示，基地生產(chǎn)的這種可再生能源制氫設(shè)備，一臺(tái)一天可以制造1噸的氫氣，提高了能源的利用率。

　　氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)氫能在南海區(qū)的多元化場(chǎng)景示范應(yīng)用。目前，南海區(qū)已經(jīng)建成了全國(guó)首個(gè)“氫能進(jìn)萬家”智慧能源示范社區(qū)，按照計(jì)劃，到2025年，南海區(qū)將建成投用加氫站不少于30座，制氫產(chǎn)能不低于20噸/天，開通氫能公交線路50條、有軌交通線路2條，投入氫能汽車超3000輛、氫能兩輪車超1000輛。