面積21.6萬(wàn)平方公里的京津冀,高鐵網(wǎng)逐漸成形,高速路互通相連,人流、車(chē)流、物流開(kāi)啟“加速度”。一條條交通大動(dòng)脈貫通的同時(shí),三地互相交織的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈也在不斷延展壯大。
氫能是未來(lái)國(guó)家能源體系的重要組成部分,是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來(lái)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。一條氫能產(chǎn)業(yè)鏈,串聯(lián)起北京的研發(fā)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì),河北和天津的氫能供應(yīng)、零部件配套優(yōu)勢(shì)。三地協(xié)同布局氫能應(yīng)用場(chǎng)景,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)集群化、規(guī)?;l(fā)展,加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。
攻關(guān)解難
臘月的北京,寒氣襲人。1月19日凌晨5時(shí)多,在北京市德勝門(mén)公交站的乘客哈著氣、搓著手,等候公交車(chē)。
不一會(huì)兒,一輛919路公交車(chē)駛進(jìn)站臺(tái)。公交車(chē)從德勝門(mén)出發(fā),往京西北行駛約80公里,最終抵達(dá)遠(yuǎn)郊延慶。一路上,除了走京藏高速,還得途經(jīng)不少山區(qū),坡多路遠(yuǎn),氣溫逼近零下20攝氏度。但這輛氫燃料電池汽車(chē)卻很抗凍,甚至能在零下35攝氏度的低溫下啟動(dòng)。
北京城的另一頭——大興國(guó)際氫能示范區(qū),北京億華通科技股份有限公司的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠里生產(chǎn)線(xiàn)正在運(yùn)行。智能導(dǎo)航車(chē)送來(lái)每個(gè)工位所需的零部件,又載著剛剛裝配好的氫燃料電池駛向下一道測(cè)試環(huán)節(jié)。919路公交車(chē)上的氫燃料電池系統(tǒng)正是來(lái)自這里。
“現(xiàn)在看來(lái),超級(jí)抗凍已經(jīng)是氫能車(chē)的標(biāo)簽了,但幾年前在低溫條件下快速啟動(dòng)還是世界難題。”億華通公司副總經(jīng)理李飛強(qiáng)把電池系統(tǒng)的“心臟”——電堆拆開(kāi),一樣一樣數(shù)著其中的關(guān)鍵部件,當(dāng)年一關(guān)一關(guān)攻克的情景歷歷在目。
氫燃料電池是依靠氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生電能,讓車(chē)跑起來(lái)。但由于氫氧反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水,當(dāng)氣溫降低到一定程度反而會(huì)把車(chē)“凍”住。“對(duì)比全世界的氫燃料電池企業(yè),都很難有真正實(shí)現(xiàn)這么低溫快速啟動(dòng)的。”北京冬奧會(huì)前幾年,李飛強(qiáng)帶著大家開(kāi)始在一代又一代產(chǎn)品中挑戰(zhàn)低溫環(huán)境,把目標(biāo)設(shè)定在運(yùn)行所需的零下35攝氏度快速啟動(dòng)。
2018年前,國(guó)內(nèi)氫燃料電池大多進(jìn)口國(guó)外電堆,不僅無(wú)法做到低溫啟動(dòng),生成的水一旦結(jié)冰把質(zhì)子交換膜撐破還有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。于是,大家想到的第一步便是如何能提前知道里面有沒(méi)有水。
團(tuán)隊(duì)從頭研發(fā),交出來(lái)一批水含量監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)明專(zhuān)利,從而在國(guó)內(nèi)率先突破這一難題。
“如果溫度低,可以加大吹掃,把電堆里面的水吹走,從而避免低溫下被凍壞。”經(jīng)歷了一次次失敗,李飛強(qiáng)找到了辦法。
電堆中的關(guān)鍵零部件雙極板同樣影響著低溫狀態(tài)下能否快速啟動(dòng)。金屬材質(zhì)不耐腐蝕,壽命較短,尤其不適合需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的商用車(chē)。為此,大家選擇了耐腐蝕性更強(qiáng)的石墨板,但石墨板較厚,低溫啟動(dòng)時(shí)需要在短時(shí)間內(nèi)有更多的熱量。后續(xù)的攻關(guān)聚焦控制技術(shù),使氫氧在最初的反應(yīng)中多產(chǎn)熱,提供足夠的熱量給雙極板,待120秒內(nèi)完成加熱后再發(fā)電,從而實(shí)現(xiàn)低溫快速啟動(dòng)。
當(dāng)氫能車(chē)越來(lái)越多,新問(wèn)題出現(xiàn)了:氫燃料從哪兒來(lái)?
回答這一問(wèn)題,讓我們將目光投向氫能資源豐富的河北。
綠氫進(jìn)京
1月27日9時(shí)許,一輛白色大卡車(chē)駛?cè)牒颖笔埣铱诤g隊(duì)栃履茉纯萍加邢薰镜膫}(cāng)庫(kù)。偌大的場(chǎng)地,積雪尚未消盡,兩個(gè)平頂罩棚里停放著5輛裝著氫燃料的管束式集裝箱車(chē)。
卡車(chē)?yán)@了一個(gè)大彎,找準(zhǔn)位置,緩緩倒車(chē)靠近罩棚。從駕駛室跳下一個(gè)人,穿著藍(lán)色特種防護(hù)裝。
“老杜,又來(lái)我們的充裝區(qū)拉氫氣啦。”看到熟人,海珀?duì)柟景踩偙O(jiān)李艷洪上前打招呼。
老杜名叫杜占鋒,是北京鴻港順運(yùn)輸有限公司的工人。他笑著回應(yīng):“再發(fā)一車(chē)。”
當(dāng)日9時(shí)50分,裝著氫燃料的管束式集裝箱車(chē)裝載完畢。卡車(chē)駛出公司倉(cāng)庫(kù)大門(mén),一路向東南,奔向目的地——北京市海淀區(qū)永豐加氫站。
多年來(lái),海珀?duì)柟旧a(chǎn)的氫氣不光用于張家口氫能公交,還供應(yīng)北京永豐、北京沙河加氫站,累計(jì)生產(chǎn)銷(xiāo)售氫氣500多噸,為京津冀氫能產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展貢獻(xiàn)了“氫”力量。
“很多廠家走的是化石燃料制氫的路線(xiàn),雖然成本較低,但仍有一定的碳排放。我們不一樣。”李艷洪解釋?zhuān)瑥埣铱谑菄?guó)家級(jí)可再生能源示范區(qū),他們利用當(dāng)?shù)刎S富的風(fēng)電和光伏發(fā)電資源進(jìn)行電解水制氫,生產(chǎn)過(guò)程沒(méi)有碳排放,是真正的綠氫產(chǎn)品。如今,海珀?duì)柟久刻熳罡呖僧a(chǎn)4噸氫氣,氫氣純度高達(dá)99.999%,充分滿(mǎn)足了京津冀地區(qū)氫能汽車(chē)對(duì)氫燃料的質(zhì)量要求。
海珀?duì)柟局宰呱仙a(chǎn)綠氫之路,還得從2022年的北京冬奧會(huì)說(shuō)起。
海珀?duì)柟臼潜U媳本┒瑠W會(huì)氫能汽車(chē)用氫需求的供應(yīng)廠商之一,其間累計(jì)供應(yīng)綠氫95.4噸。李艷洪說(shuō):“那段時(shí)間,全員上崗,夜以繼日地生產(chǎn),是海珀?duì)柟靖本┑牡谝淮?lsquo;牽手’。”
隨著北京市牽頭的京津冀氫燃料電池汽車(chē)示范城市群建設(shè)走向深入,綠氫應(yīng)用迎來(lái)了春天。海珀?duì)柟疽雅c中石化北京石油分公司、中油新能源(北京)有限公司分別簽署協(xié)議,在氫能供應(yīng)及氫能利用領(lǐng)域加深合作,促進(jìn)互利共贏。
“氫”風(fēng)徐徐,未來(lái)可期。李艷洪相信,在張家口綠氫的助力下,京津冀更多的氫能應(yīng)用場(chǎng)景將從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)。
“氫”力而為
當(dāng)技術(shù)成果走出實(shí)驗(yàn)室,天津港多種運(yùn)輸需求恰恰提供了豐富的氫能應(yīng)用場(chǎng)景。
“氫能車(chē)噪聲小,駕乘體驗(yàn)很舒服,加滿(mǎn)一次可以跑一天到一天半。如果跑得遠(yuǎn),一天跑幾趟天津港,就需要每天都加一次。”1月23日,在新天鋼集團(tuán)天鋼公司院內(nèi)的加氫站,正在準(zhǔn)備為愛(ài)車(chē)加氫的張師傅告訴記者。
這輛“新長(zhǎng)征1號(hào)”氫能重卡搭載著氫燃料電池,可實(shí)現(xiàn)“零碳排”。張師傅告訴記者,公司的氫能重卡一部分往返于廠區(qū)和廠區(qū)外的鐵路貨運(yùn)站點(diǎn),運(yùn)送煤炭、焦炭等物料;一部分負(fù)責(zé)天津港到廠區(qū)的鐵礦石運(yùn)輸。
新天鋼集團(tuán)2022年啟用了首批5輛氫能重卡,2023年4月又投用了30輛氫能重卡,2023年加氫量152噸,運(yùn)輸里程125萬(wàn)公里,比傳統(tǒng)燃油車(chē)減少二氧化碳排放1150噸。
距離天鋼公司15公里的天津榮程聯(lián)合鋼鐵集團(tuán)廠區(qū)旁,分布著4座加氫站。榮程鋼鐵集團(tuán)自2021年開(kāi)始陸續(xù)投入營(yíng)運(yùn)的275輛氫能重卡,就在這里加注氫燃料。
今年1月初,每小時(shí)1300標(biāo)準(zhǔn)立方米的電解水制氫項(xiàng)目試車(chē)成功。“該項(xiàng)目以漁光互補(bǔ)光伏發(fā)電作為綠色電源供給,以城市污水處理后的中水作為水源,制備的高純度綠氫供加氫站使用,形成了貨運(yùn)領(lǐng)域綠氫能源制儲(chǔ)加用全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán),為分布式一體化氫能源站建設(shè)打造了樣板。”榮程鋼鐵集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。
自2021年8月建成投用天津市首個(gè)氫能運(yùn)輸示范應(yīng)用場(chǎng)景以來(lái),截至今年2月8日,榮程鋼鐵集團(tuán)氫能重卡累計(jì)加氫約1300噸,運(yùn)輸里程超過(guò)1000萬(wàn)公里,減排二氧化碳近10000噸。
天津初步形成以天津港為核心場(chǎng)景、以氫能示范產(chǎn)業(yè)園為依托、“車(chē)—站—景—園”聯(lián)動(dòng)的示范應(yīng)用新模式。在制氫端,建成2座加氫母站,車(chē)用高純氫氣產(chǎn)能達(dá)3800噸/年。在加氫端,建成11座加氫站。在拓展應(yīng)用場(chǎng)景方面,天津堅(jiān)持以市場(chǎng)化方式推廣氫燃料電池車(chē),目前已推廣氫能叉車(chē)500臺(tái)、氫能重卡350輛,氫能重卡車(chē)均運(yùn)營(yíng)里程數(shù)領(lǐng)跑京津冀城市群。
從研發(fā)攻關(guān)到成果轉(zhuǎn)化,從能源供應(yīng)到應(yīng)用落地,從關(guān)鍵配套到整車(chē)產(chǎn)品……經(jīng)過(guò)多年布局培育和多輪迭代升級(jí),京津冀氫能領(lǐng)域全產(chǎn)業(yè)鏈基本貫通,為三地構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。
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