圖①：山東省青島港內的加氫站。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

　　氫能由于燃燒后不會產(chǎn)生污染物，被視為21世紀極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，是實現(xiàn)碳中和的重要路徑。習近平總書記指出，要把促進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北京國際氫能技術裝備展覽會上，我國企業(yè)展出的各類氫能源設備和應用異彩紛呈。近幾年，我國大力推動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在氫能生產(chǎn)和應用等方面打下良好基礎。數(shù)據(jù)顯示，目前我國已成為世界上最大的制氫國。2022年，氫氣年產(chǎn)量超3500萬噸，已規(guī)劃建設超300個可再生能源制氫項目，72個在建、建成的項目總產(chǎn)能超20萬噸/年，在氫能供給上具有巨大潛力。同時，我國氫能基礎設施建設也不斷推進，目前已累計建成加氫站超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系相似，氫燃料電池汽車的運營離不開加氫站。近年來，我國加氫站數(shù)量逐步增長，為綠色交通提供了有力支撐。

　　6月14日早上8時30分，浙江省嘉興市嘉善縣善通加油加氫站技術指導員江誠戴上安全帽，穿上防靜電服套裝，開始對加氫站設備的工作壓力、內部溫度等進行每日例行安全檢查。他拿上手持式可燃氣體探測儀，在確認罐體、管道、各設備接口等無泄漏點后，提前開啟了氫氣冷卻系統(tǒng)和壓縮機系統(tǒng)進行預備。當?shù)谝惠v氫燃料公交車駛入加氫場地，江誠先是查看車輛的特種設備使用登記證是否在有效期內，再對氫氣瓶進行檢查，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，將加氫槍對準車輛的加氫口，連接成功后，點擊加氫機上的加氫按鈕，開始加氫。結束后，江誠又拿著手持式可燃氣體探測儀在加氫口進行檢測，確保無漏氣。

　　作為浙江省內第一座集加油、加氫功能于一體的綜合能源供應站，善通加油加氫站分為東西兩個對稱區(qū)域，西邊是傳統(tǒng)的汽柴油供應區(qū)，東邊供應的則是氫能。雖然從外表看，加氫站的樣子與加油站基本一樣，但內部還是有不少區(qū)別。“加氫站的配套設備更多，用電量比普通加油站多，但更環(huán)保。對于工作人員來說，沒有油氣分子、甲苯等對身體健康有害物質的危害。”江誠介紹，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，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)建設起加氫站點。山東港口青島港前灣港加氫站是我國首座港口加氫站，加氫站海港藍的屋頂、白色的墻面，以及白色的站名，構成如畫般的一幕。港口加氫站主要為集裝箱公司的氫能集卡提供加氫服務，別看加氫站占地面積不大，但站內配備的全部是目前國內最先進的設備：國內領先的雙槍雙計量加氫機安裝有TK25大口徑加氫槍，可同時為兩部氫能源車輛加注氫氣；壓縮機選用的是國內自主研發(fā)的液驅式氫氣壓縮機，具有氫氣壓縮過程溫升低、可以頻繁啟停等優(yōu)點；此外，加氫站所有室外設備在材質上選用了耐鹽霧材料，可以減少港口高鹽霧環(huán)境對加氫站設備使用壽命的影響。

　　據(jù)加氫站站長王本龍介紹，以前沒有加氫站的時候，港口集裝箱車輛主要是靠柴油、LNG燃料來驅動。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。通過氫能集卡試點應用測算，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，各類加氫站對于安全管理都極為嚴格。中國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陳曉明表示：“我們制定了完善的操作規(guī)程和應急預案，還配備了安全閥、可燃氣體報警器、火焰探測儀等設施進行全覆蓋并實時監(jiān)測，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伍，另有人員手持可燃氣體探測儀進行定時巡回檢查。”

　　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構，而我們的加氫站罩棚采用的是“Y型”結構。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臺工業(yè)及商業(yè)用途點型可燃氣體探測器和6臺點型紫外火焰探測器，對站內各區(qū)域做到氫氣泄漏、火焰全覆蓋24小時實時監(jiān)測，有任何異常通過現(xiàn)場探測器反饋給站控系統(tǒng)，能夠立即關斷所有氫氣氣源。

　　運氫車加管道，實現(xiàn)大規(guī)模氫氣安全輸送

　　事實上，除了加氫站這樣的基礎設施，近年來，我國與氫能相關的各種應用和配套設施也層出不窮。

　　就拿青島港來說，除了港口加氫站，港口的全自動化集裝箱碼頭還實現(xiàn)了氫燃料電池在港口軌道吊上的應用，這在全球也是首次。自動化碼頭負責人秦洪建告訴記者，氫動力軌道吊與市網(wǎng)供電軌道吊相比，更加節(jié)能，它可將起升下降和各運行機構減速的過程產(chǎn)生回饋電能存儲在大功率電池中，實現(xiàn)回饋電量的最大化利用。此外，氫動力軌道吊以氫氣為燃料，與氧氣經(jīng)化學反應后透過質子交換膜產(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)運營以來，每臺平均年作業(yè)量為9萬標準集裝箱，算下來，每年可減碳約300噸，減排二氧化硫9.9噸。

　　隨著氫能在各領域的應用，氫能儲運的需求也越來越高。由于氫氣是世界上最輕的氣體，液化困難，其運輸成本遠遠超過石油等燃料。近年來，我國在氫能儲運方面的技術取得了不小進步。今年4月，全球先進噸級鎂基固態(tài)儲運氫車在上海正式亮相，標志著我國在固態(tài)儲運氫方面實現(xiàn)了新進展。之所以叫“鎂基固態(tài)儲運氫車”，是因為運氫車內裝載了12個裝填了鎂基固態(tài)儲氫材料的儲氫容器，工作人員通過相關技術將氫氣存儲在這些鎂合金材料里，變氣體運輸為固體運輸，讓氫氣得以長距離、常溫常壓安全儲運。車輛的研制方——上海交通大學氫科學中心副主任鄒建新表示，鎂基固態(tài)儲氫體積非常高，這是它非常大的優(yōu)勢。一輛長13.3米的鎂基固態(tài)儲運氫車最大儲氫量可達1噸，而如果是傳統(tǒng)高壓氣態(tài)長管拖車的話，最大儲氫量連300公斤都達不到。

　　不過，鎂基固態(tài)儲運氫車只適用于短距離的氫氣運輸，長距離的氫氣運輸還需要依靠管道。在近日召開的2023上海國際碳中和技術、產(chǎn)品與成果博覽會上，中國石化展出了一張“西氫東送”全國氫能骨干網(wǎng)絡規(guī)劃圖。其中，金陵—揚子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線、濟源—洛陽氫氣管道已經(jīng)建成。隨著“西氫東送”管道的逐步建設投產(chǎn)，西部風電站以及光伏發(fā)電站由于波動性等造成的“棄風、棄光”可轉化成氫進行儲能，再通過輸氫管道輸送出來，實現(xiàn)資源的充分利用。

　　不久前，我國首個“西氫東送”輸氫管道示范工程被納入石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設實施方案。該管道規(guī)劃起點位于內蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，全長400多公里，經(jīng)過內蒙古、河北、北京等3個?。▍^(qū)、市），是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道，一期運力10萬噸/年，預留50萬噸/年的遠期提升潛力。此前，氫氣長距離輸送一般都是利用現(xiàn)有天然氣管道摻氫運輸，而此次建設的專用純氫氣運輸管道，將為我國今后實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠距離氫能運輸提供了更加有力的支撐。

　　政策技術支持，氫能產(chǎn)業(yè)呈集群化發(fā)展

　　“雙碳”目標背景之下，國家有關政策的支持，推動著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。國家能源局相關數(shù)據(jù)顯示，我國氫能產(chǎn)業(yè)形成了極具活力和特色的發(fā)展態(tài)勢，長三角、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。

　　位于粵港澳大灣區(qū)中心腹地的廣東省佛山市是國內在氫能領域發(fā)展較早的城市之一。佛山市南海區(qū)有著“中國氫能產(chǎn)業(yè)之都”之稱，目前已聚集氫能企業(yè)和機構超150家，全部達產(chǎn)后將形成涵蓋富氫材料、制氫設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?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，這輛車上面價值80%以上的部件也好，材料也好，其實都是佛山產(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)掃地機以及加氫站等氫能應用隨處可見，其中有一些產(chǎn)品或者產(chǎn)品設備部件就出自“仙湖氫谷”內的企業(yè)之手。攀業(yè)氫能源就位于“仙湖氫谷”園區(qū)，公司雖成立時間不長，但企業(yè)已組建起一支專業(yè)的氫燃料電池產(chǎn)品應用研發(fā)團隊，并建立起國內第一條中小功率氫燃料電池自動化生產(chǎn)線，其所生產(chǎn)的電池在園區(qū)內的游船、單車等交通工具上都有應用。

　　作為新能源產(chǎn)業(yè)，技術是產(chǎn)業(yè)發(fā)展必不可少的支撐。近年來，佛山市南海區(qū)通過引進科研機構，打造佛山仙湖實驗室，吸引氫能新技術、新產(chǎn)業(yè)不斷地向南海聚集。今年4月，國內最大的質子交換膜電解水制氫裝備生產(chǎn)基地在南海區(qū)投產(chǎn)，基地擁有全球最先進的零碳技術水平和綠氫設備制造能力。相較于普通氫氣，“綠氫”是指用可再生能源制造的氫氣。基地有關負責人此前曾表示，基地生產(chǎn)的這種可再生能源制氫設備，一臺一天可以制造1噸的氫氣，提高了能源的利用率。

　　氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動氫能在南海區(qū)的多元化場景示范應用。目前，南海區(qū)已經(jīng)建成了全國首個“氫能進萬家”智慧能源示范社區(qū)，按照計劃，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。