近日，生態環境部等六部門聯合印發《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、代表科技創新方向的示范類技術和降碳效果顯著、適合規模化應用的技術予以推廣。

 

　　氫能開發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《氫能產業發展中長期規劃（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展規劃，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、氫氣循環泵、加濕器等關鍵零部件已完全實現國產化。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得到了充分驗證。在車型應用上，東方電氣協同國內主流車企開發出物流車、重卡、混凝土運輸車、渣土車、環衛車等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，實現安全載客超3500萬人次，在行業處于領先水平。

 

　　據了解，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，勻速滿載續航可達到700千米和1000千米，實現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，氫能與電力協同發展，能夠為新型電力系統的建設和完善提供有效支撐。將氫能應用于新型電力系統“源—網—荷—儲”各環節，構成電氫耦合發展生態模式，能夠打破電網在新能源發電承載能力上的局限，使風光水等資源得到充分的開發利用。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，系統各項指標穩定，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”燃料電池發電站交付中國鐵塔龍巖分公司，現已成功發電并穩定運行。“氨—氫”燃料電池發電站具有綠色、高效、無噪聲的特點，以及長續航、遠程可操控的優勢。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兆瓦級制氫—儲氫—氫能發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”氫能技術的全面驗證和工程應用。

 

　　2023年3月25日，國家重點研發計劃中的固態儲氫開發項目率先在廣東廣州和云南昆明實現并網發電。這是我國首次利用光伏發電制成固態氫能并成功應用于電力系統，對于推進可再生能源大規模制氫、加快建成新型電力系統具有里程碑意義。固態儲氫解決了“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向高級形態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略研究中心主任閆華光認為，電氫耦合可提升電力系統靈活性，谷電制氫、氫能發電及熱電聯供系統將在園區、備用電源領域等特定場景下得到進一步推廣應用。隨著風光新能源發電量占比不斷攀升，當占比超過50%時，氫儲能電站作為大規模長周期跨季節儲能方式，其作用和優勢會進一步凸現。

 

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，發揮氫能的樞紐作用，不斷突破創新氫能與綠色化工技術，構建新能源與化工耦合發展的新格局，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產量來看，據不完全統計，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。從項目分布區域來看，主要集中在可再生資源豐富的“三北”地區，其中內蒙古多倫風光儲氫制綠氨項目規模達到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園、遼寧臺安新能源制氫制氨項目的規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，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模化零碳智慧能源中心——陜西榆林科創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包含氫能在內的零碳多能源供需系統實用化和規模化的示范應用，為實現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化生產的直接還原生產線，項目投產后對比傳統鐵前全流程高爐煉鐵工藝同等規模鐵水產量，每年可減少二氧化碳排放50萬噸以上。