前不久，2023世界氫能技術(shù)大會(huì)在廣東佛山南海舉辦。本屆大會(huì)由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)和國(guó)際氫能協(xié)會(huì)共同主辦，以“氫能與雙碳戰(zhàn)略：從現(xiàn)在到未來(lái)”為主題，聚焦“雙碳”戰(zhàn)略下全球氫能領(lǐng)域的最新產(chǎn)品、技術(shù)及裝備，以及氫能在交通、能源、化工、冶金及建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用展開(kāi)探討。以“氫啟南海 · 駛向未來(lái)”為主題的氫能交通論壇是本次大會(huì)重要的產(chǎn)業(yè)論壇。論壇以交通行業(yè)應(yīng)用為主線，聚焦氫能在道路車輛、軌道交通、航空器( 無(wú)人機(jī))、燃料電池船舶四大應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用，擘畫(huà)未來(lái)十年藍(lán)圖，共同探討氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向、關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新動(dòng)向、產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑及在不同載運(yùn)工具上的應(yīng)用新進(jìn)展。氫能交通論壇包括一個(gè)主論壇——氫未來(lái)·氫交通；兩個(gè)分論壇——氫交通·新應(yīng)用、氫交通·新技術(shù)，涵蓋產(chǎn)業(yè)鏈的熱點(diǎn)及痛點(diǎn)議題。本版專題探討氫交通·新應(yīng)用，敬請(qǐng)關(guān)注。
□周金廣
氫能作為一種二次能源，具有來(lái)源多樣、終端零排放、用途廣泛、質(zhì)量能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，在碳達(dá)峰、碳中和背景下，氫能將成為重要的儲(chǔ)能載體，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。發(fā)展氫能是順應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、保障國(guó)家能源安全的大勢(shì)。我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)碳排放占比10%左右，交通能源轉(zhuǎn)型發(fā)展勢(shì)在必行。
我國(guó)燃料電池汽車市場(chǎng)呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)
在全球關(guān)注氣候變化、能源低碳轉(zhuǎn)型的形勢(shì)下，近年來(lái)國(guó)際能源巨頭不斷加大包括氫能在內(nèi)的可再生能源與低碳技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的投資，部分公司對(duì)低碳清潔能源業(yè)務(wù)設(shè)定的投資上限已超過(guò)10%，并通過(guò)兼并收購(gòu)加快業(yè)務(wù)布局。
在“雙碳”目標(biāo)下，氫能成為重要的儲(chǔ)能載體，對(duì)助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、保障國(guó)家能源安全意義重大。特別是在交通領(lǐng)域，氫能開(kāi)始走上歷史舞臺(tái)。
2021年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量超過(guò)3300萬(wàn)噸，居全球第一。其中，煤制氫2124萬(wàn)噸、天然氣制氫460萬(wàn)噸、工業(yè)副產(chǎn)氫708萬(wàn)噸、電解水制氫50萬(wàn)噸。2022年，我國(guó)氫氣產(chǎn)量約3700萬(wàn)噸。目前氫氣的生產(chǎn)主要以煤制氫、天然氣制氫為主，在消費(fèi)側(cè)，氫能在能源領(lǐng)域使用占比不大。
我國(guó)多數(shù)氫氣用于合成氨（32.3%）、合成甲醇（27.2%）和石油化工（24.5%），交通領(lǐng)域需求量占比非常小。樂(lè)觀預(yù)測(cè)，2050年氫能在我國(guó)終端用能需求的比重將超過(guò)10%，消費(fèi)量約9300萬(wàn)噸。其中，交通用氫2750萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少9350萬(wàn)噸石油；工業(yè)用氫4700萬(wàn)噸；建筑及其他領(lǐng)域用氫1800萬(wàn)噸。
截至去年底，全球在營(yíng)加氫站有727座，比上年增長(zhǎng)22.4%。我國(guó)加氫站最近三年呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，數(shù)量居全球第一。我國(guó)加氫站主要集中在東部沿海等燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展較領(lǐng)先的省市，有50%集中在五大示范城市群。
近三年雖然受疫情影響，但是我國(guó)燃料電池汽車市場(chǎng)仍呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，2022年，燃料電池汽車產(chǎn)量3628輛，銷量3367輛，相比2021年分別增長(zhǎng)105.4%和112.8%；截至2022年底，燃料電池汽車?yán)塾?jì)銷售1.2萬(wàn)輛，到2025年，有望達(dá)到10萬(wàn)輛，2030年有望達(dá)到100萬(wàn)輛。
目前，燃料電池汽車已滲透各領(lǐng)域，包括公交、輕客、輕卡、冷藏車、重卡、工程車等。運(yùn)營(yíng)主要集中在上海、北京、天津、河北、河南、山西、山東、廣東及陜西等地。
打通氫能交通氫制備、氫儲(chǔ)運(yùn)、氫應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)，鞏固在車用氫能源供應(yīng)領(lǐng)域的主要服務(wù)商地位
中國(guó)石化以打造規(guī)模最大、科技領(lǐng)先、管理一流的中國(guó)第一氫能公司為目標(biāo)，按照“加氫引領(lǐng)、綠氫示范、雙輪驅(qū)動(dòng)、助力減碳”的思路，聚焦氫能交通、綠氫煉化兩大領(lǐng)域，大力發(fā)展氫能一體化業(yè)務(wù)。
堅(jiān)持“國(guó)家有布局、市場(chǎng)有需求、發(fā)展有效益、戰(zhàn)略有協(xié)同”原則，中國(guó)石化打通氫能交通氫制備、氫儲(chǔ)運(yùn)、氫應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)，鞏固在車用氫能源供應(yīng)領(lǐng)域的主要服務(wù)商地位，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)加氫站網(wǎng)絡(luò)布局，規(guī)劃到2025年，基本滿足終端加氫消費(fèi)需求，拉動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。油氫混合站（加氫站）網(wǎng)絡(luò)初具規(guī)模，基本滿足消費(fèi)終端加氫需求，帶動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)發(fā)展。
制氫環(huán)節(jié)的重點(diǎn)是做好集中式綠氫供應(yīng)和探索站內(nèi)制氫新模式。中國(guó)石化積極推進(jìn)集中式綠氫供應(yīng)，研究建設(shè)烏蘭察布至北京的綠氫長(zhǎng)輸管道，將烏蘭察布以集中式、規(guī)?；L(fēng)光電資源所制的綠氫輸送至燕山石化，供應(yīng)北京并輻射周邊地區(qū)。
中國(guó)石化積極探索站內(nèi)制氫新模式，在遼寧、廣東、四川、安徽、福建、陜西、內(nèi)蒙古等資源條件合適的地區(qū)，開(kāi)展站內(nèi)電解水制氫、甲醇制氫、天然氣制氫、氨分解制氫等制氫加氫一體化項(xiàng)目。
在氫能儲(chǔ)備方面，中國(guó)石化依托煉化企業(yè)高純氫供應(yīng)中心，就近布局短管道微網(wǎng)輸氫，計(jì)劃在北京、上海、廣東、山東、重慶、浙江、四川等地實(shí)施短管道微網(wǎng)輸氫加氫一體站示范項(xiàng)目；研究將國(guó)內(nèi)20兆帕氫氣運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)提高到30兆帕以上，提高氫氣儲(chǔ)運(yùn)壓力，有效降低運(yùn)輸成本，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑；聯(lián)合相關(guān)院所企業(yè)開(kāi)展液氫技術(shù)和裝備攻關(guān)，突破關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)液氫儲(chǔ)運(yùn)示范項(xiàng)目落地。
在加氫站網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，中國(guó)石化結(jié)合氫燃料電池推廣情況，以“3+2”氫燃料電池汽車示范城市群和氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展意愿較強(qiáng)地區(qū)（山東、安徽、重慶、武漢、成都等“群外”區(qū)域）為重點(diǎn)，以重要港口、物流場(chǎng)所、高速公路氫走廊、煤化工基地為依托，建設(shè)加氫（油氫合建）站。
此外，中國(guó)石化適度超前落地城市間氫能走廊，布局10余條高速公路氫走廊，構(gòu)建跨區(qū)域連通的氫能高速公路示范線，如成渝、京津冀、濟(jì)青、上海—寧波、福建—廣東—廣西、鄭汴洛濮線、滬寧、武漢—十堰高速等。
中國(guó)石化加大技術(shù)攻關(guān)力度，制氫裝備方面，開(kāi)發(fā)PEM制氫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)PSA提純關(guān)鍵設(shè)備旋轉(zhuǎn)閥國(guó)產(chǎn)化；儲(chǔ)運(yùn)和加注方面，開(kāi)發(fā)90兆帕氫氣壓縮機(jī)，建設(shè)45兆帕儲(chǔ)氫井示范項(xiàng)目；燃料電池方面，實(shí)現(xiàn)鉑碳催化劑工業(yè)化生產(chǎn)，形成燃料電池電堆整套組裝工藝等。
中國(guó)石化在氫能交通領(lǐng)域，特別是加氫站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)方面的主要實(shí)踐
中國(guó)石化打造了一批燃料電池供應(yīng)中心。結(jié)合“3+2”燃料電池示范城市群加氫站的用氫需求，已在燕山石化、廣州石化、高橋石化、天津石化、上海石化、海南煉化、齊魯石化、青島煉化、茂名石化建成提純裝置，9家企業(yè)裝置能力合計(jì)達(dá)到1.4萬(wàn)噸/年。
中國(guó)石化已成為全球建設(shè)和運(yùn)營(yíng)加氫站最多的企業(yè)。按照“有規(guī)劃、有政策、有需求、有資源”的發(fā)展原則，截至2022年底，中國(guó)石化已建成加氫站98座，在全國(guó)加氫站占比近30%。中國(guó)石化發(fā)揮現(xiàn)有3萬(wàn)多座加油站的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，向“油氣氫電服”綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型取得了積極進(jìn)展。
中國(guó)石化為服務(wù)北京冬奧會(huì)建成慶園街、王泉營(yíng)、興隆、西灣子4座加氫站，設(shè)計(jì)總加氫能力達(dá)到5.5噸/日。北京冬奧會(huì)期間累計(jì)加注氫氣87噸，服務(wù)涉奧車輛8689車次，加注量和服務(wù)冬奧車輛占比約45%。賽事結(jié)束后，169輛氫能大巴經(jīng)過(guò)改造作為氫能公交在北京延慶陸續(xù)投入運(yùn)營(yíng)，日均加氫量達(dá)到2噸。
為引領(lǐng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，科學(xué)化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化打造氫能公司，中國(guó)石化積極制定氫能標(biāo)準(zhǔn)體系。參編國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油加氣加氫站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)GB50156》；牽頭編寫(xiě)《制氫加氫一體站技術(shù)規(guī)范》《加氫站、油氫合建站安全技術(shù)規(guī)范》《加氫站氫運(yùn)輸及配送安全技術(shù)規(guī)范》等地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)；《加氫站、油氣氫合建站工程技術(shù)規(guī)范》《加氫站、油氣氫合建站安全技術(shù)規(guī)范》《加氫站氫運(yùn)輸及配送安全技術(shù)規(guī)范》《車用氫氣質(zhì)量管理指導(dǎo)意見(jiàn)》等企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)石化還積極探索多種技術(shù)路線的建站模式，積極試點(diǎn)和推廣70兆帕、35兆帕/70兆帕混合站、短管道輸氫加氫一體站、制氫加氫一體站等多類型建設(shè)方式。目前，中國(guó)石化已建成上海青衛(wèi)站、浙江嘉興平湖濱海大道站等5座70兆帕加氫站，后續(xù)將根據(jù)場(chǎng)景需求提高建站比例，以滿足如廣州、成都等地區(qū)乘用車發(fā)展的需要，搶占配套服務(wù)先機(jī)。在福建打造了全國(guó)首個(gè)氫氨技術(shù)轉(zhuǎn)化制氫站，主要解決氫氨關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化問(wèn)題，繼續(xù)推進(jìn)更大規(guī)模的氨分解項(xiàng)目。
甲醇制氫。燃料油公司與石科院合作在大連盛港加氫站建設(shè)站內(nèi)甲醇橇裝制氫系統(tǒng)，裝置占地面積60平方米，制氫能力每小時(shí)500標(biāo)準(zhǔn)立方米，于2023年2月投入運(yùn)營(yíng)。該制氫裝置采用中國(guó)石化自主研發(fā)的甲醇重整與催化氧化耦合技術(shù)，研制出高活性、高穩(wěn)定性催化劑，利用過(guò)程強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的高效和小型化，推動(dòng)地方政府出臺(tái)了制氫加氫一體站技術(shù)規(guī)范。
氨分解制氫。氨是高效儲(chǔ)氫介質(zhì)，具有能量密度高、儲(chǔ)運(yùn)容易、儲(chǔ)運(yùn)成本低、安全性高、用戶終端無(wú)碳排放等優(yōu)勢(shì)，全球范圍內(nèi)綠色合成氨和低溫氨分解制氫技術(shù)日益受到重視。2022年8月，在福建雪人內(nèi)部站打造了全國(guó)首座氨現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫一體站示范項(xiàng)目。該示范項(xiàng)目以氨作為氫氣的儲(chǔ)能載體，通過(guò)氨在線低溫制氫、分離純化、升壓加注等實(shí)現(xiàn)車用氫氣制備，制氫能力為每小時(shí)50標(biāo)準(zhǔn)立方米，滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)每日可制氫100千克，解決了氨-氫轉(zhuǎn)化關(guān)鍵技術(shù)難題。
電解水制氫。中國(guó)石化青海石油分公司通過(guò)對(duì)接政府和物流企業(yè)打造了可再生能源制氫加氫一體化應(yīng)用場(chǎng)景，該場(chǎng)景包含兩兆瓦的光伏發(fā)電項(xiàng)目、每小時(shí)500標(biāo)準(zhǔn)立方米的電解水制氫項(xiàng)目、綜合加能站項(xiàng)目及300輛氫燃料電池商用車。
微網(wǎng)短管道輸氫加氫。微網(wǎng)短管道輸氫可以滿足大規(guī)模運(yùn)輸和用氫需求，進(jìn)一步降低氫氣運(yùn)輸成本和風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)石化第一座短管道輸氫站——嘉興平湖濱海綜合能源站全部實(shí)現(xiàn)管道進(jìn)氫，管道1.7千米，壓力1.2兆帕，同時(shí)可以作為加氫母站具備氫氣充裝批發(fā)功能，每天可為5~6臺(tái)管束車提供氫氣充裝。
儲(chǔ)氫井。在重慶石油半山環(huán)道加氫站建成全國(guó)首座采用儲(chǔ)氫井儲(chǔ)氫的加氫站，共設(shè)置3口高壓儲(chǔ)氫井，設(shè)計(jì)壓力50兆帕，深度150米，解決了半山環(huán)道加氣站增加加氫功能面積不足的問(wèn)題。高壓儲(chǔ)氫井自投入使用后運(yùn)行平穩(wěn)，具有儲(chǔ)氫安全性高、占地面積小、使用年限長(zhǎng)、綜合使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，有望在加氫站規(guī)?；茝V。
氫能走廊。發(fā)揮燃料電池重卡適合長(zhǎng)途重載運(yùn)輸?shù)葍?yōu)勢(shì)，打造城市間氫能走廊，構(gòu)建跨區(qū)域連通的氫能高速公路示范線。銷售公司、上海石油、浙江石油聯(lián)合華東化銷、高橋石化、上海石化等，通過(guò)燃料電池重卡將上海的ABS非?；愤\(yùn)送至寧波，打通了上海—寧波氫能走廊，開(kāi)啟了滬浙線化工產(chǎn)品零碳物流新模式。
（作者系中國(guó)石化銷售公司新能源管理部/數(shù)質(zhì)量科技部副經(jīng)理）
浙江石油 氫能供應(yīng)乘勢(shì)而上
浙江石油緊抓氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展窗口期，按照“產(chǎn)業(yè)規(guī)劃穩(wěn)需求、企地合作建紐帶、因地制宜布終端”思路，圍繞長(zhǎng)三角一體化加快完善全省加氫站布局，強(qiáng)化氫能供應(yīng)保障，深度參與推動(dòng)氫能公交、重卡、物流、港口等氫能場(chǎng)景應(yīng)用。其中，嘉興的3 座加氫站已初步形成氫能供給網(wǎng)絡(luò)，為上海、嘉興等周邊企業(yè)、物流園區(qū)、氫能公交等提供加氫服務(wù)，累計(jì)供氫1000余噸。浙江嘉興平湖濱海大道站是中國(guó)石化首座批零兼營(yíng)“五位一體”綜合能源服務(wù)站，除提供汽柴油、LNG、充電、加氫和易捷服務(wù)外，還依靠氫氣管線的接入，具備氫氣充裝批發(fā)功能。目前，該站為物流重卡、城市公交日均加氫近1噸。
浙江嘉興平湖濱海大道加氫站為物流重卡、城市公交提供加氫服務(wù)。 金丹紅 攝
