加氢站数量世界第一 年产量超3500万吨 氢能助力低碳发展
中央纪委国家监委网站 王雅婧
图①：山东省青岛港内的加氢站。资料图片
氢能由于燃烧后不会产生污染物，被视为21世纪极具发展潜力的清洁能源，是实现碳中和的重要路径。习近平总书记指出，要把促进新能源和清洁能源发展放在更加突出的位置，积极有序发展氢能源。
在不久前举办的2023北京国际氢能技术装备展览会上，我国企业展出的各类氢能源设备和应用异彩纷呈。近几年，我国大力推动氢能产业发展，在氢能生产和应用等方面打下良好基础。数据显示，目前我国已成为世界上最大的制氢国。2022年，氢气年产量超3500万吨，已规划建设超300个可再生能源制氢项目，72个在建、建成的项目总产能超20万吨/年，在氢能供给上具有巨大潜力。同时，我国氢能基础设施建设也不断推进，目前已累计建成加氢站超350座，加氢站数量世界第一。
加油变加氢，减少二氧化碳和油气分子排放
同燃油车与加油站的关系相似，氢燃料电池汽车的运营离不开加氢站。近年来，我国加氢站数量逐步增长，为绿色交通提供了有力支撑。
6月14日早上8时30分，浙江省嘉兴市嘉善县善通加油加氢站技术指导员江诚戴上安全帽，穿上防静电服套装，开始对加氢站设备的工作压力、内部温度等进行每日例行安全检查。他拿上手持式可燃气体探测仪，在确认罐体、管道、各设备接口等无泄漏点后，提前开启了氢气冷却系统和压缩机系统进行预备。当第一辆氢燃料公交车驶入加氢场地，江诚先是查看车辆的特种设备使用登记证是否在有效期内，再对氢气瓶进行检查，随后检查加氢车上的仪表，确保车辆切断电源，以及加氢嘴的清洁情况。之后他熟练连接静电接地线，将加氢枪对准车辆的加氢口，连接成功后，点击加氢机上的加氢按钮，开始加氢。结束后，江诚又拿着手持式可燃气体探测仪在加氢口进行检测，确保无漏气。
作为浙江省内第一座集加油、加氢功能于一体的综合能源供应站，善通加油加氢站分为东西两个对称区域，西边是传统的汽柴油供应区，东边供应的则是氢能。虽然从外表看，加氢站的样子与加油站基本一样，但内部还是有不少区别。“加氢站的配套设备更多，用电量比普通加油站多，但更环保。对于工作人员来说，没有油气分子、甲苯等对身体健康有害物质的危害。”江诚介绍，使用氢能加注一辆公交车平均在5分钟左右，跟加油相比稍慢。同时，注入公交车的氢气温度也不同于普通的油品温度。
除了善通加油加氢站这样的城市加氢站，近年来，港口、工业园区等地也陆续建设起加氢站点。山东港口青岛港前湾港加氢站是我国首座港口加氢站，加氢站海港蓝的屋顶、白色的墙面，以及白色的站名，构成如画般的一幕。港口加氢站主要为集装箱公司的氢能集卡提供加氢服务，别看加氢站占地面积不大，但站内配备的全部是目前国内最先进的设备：国内领先的双枪双计量加氢机安装有TK25大口径加氢枪，可同时为两部氢能源车辆加注氢气；压缩机选用的是国内自主研发的液驱式氢气压缩机，具有氢气压缩过程温升低、可以频繁启停等优点；此外，加氢站所有室外设备在材质上选用了耐盐雾材料，可以减少港口高盐雾环境对加氢站设备使用寿命的影响。
据加氢站站长王本龙介绍，以前没有加氢站的时候，港口集装箱车辆主要是靠柴油、LNG燃料来驱动。换成加氢之后，给港口带来最直接的好处是减少二氧化碳排放。通过氢能集卡试点应用测算，一辆氢能重卡较传统燃料重卡一昼夜可减少240kg到360kg左右的二氧化碳排放。
不过，由于氢气具有易爆的特性，其安全问题不容小觑，因此，各类加氢站对于安全管理都极为严格。中国石化销售股份有限公司浙江嘉兴嘉善石油支公司安全科科长陈晓明表示：“我们制定了完善的操作规程和应急预案，还配备了安全阀、可燃气体报警器、火焰探测仪等设施进行全覆盖并实时监测，提高加氢站的‘技防’水平。在‘人防’上，我们还有专业的管理人员和维修队伍，另有人员手持可燃气体探测仪进行定时巡回检查。”
而王本龙则表示，传统加油站的加油区罩棚大都采用平顶式结构，而我们的加氢站罩棚采用的是“Y型”结构。一旦出现氢气泄漏，可以让氢气迅速逃逸到大气中，避免氢气聚积带来的安全隐患。此外，加氢站还在主要涉氢部位和管道共安装10台工业及商业用途点型可燃气体探测器和6台点型紫外火焰探测器，对站内各区域做到氢气泄漏、火焰全覆盖24小时实时监测，有任何异常通过现场探测器反馈给站控系统，能够立即关断所有氢气气源。
运氢车加管道，实现大规模氢气安全输送
事实上，除了加氢站这样的基础设施，近年来，我国与氢能相关的各种应用和配套设施也层出不穷。
就拿青岛港来说，除了港口加氢站，港口的全自动化集装箱码头还实现了氢燃料电池在港口轨道吊上的应用，这在全球也是首次。自动化码头负责人秦洪建告诉记者，氢动力轨道吊与市网供电轨道吊相比，更加节能，它可将起升下降和各运行机构减速的过程产生回馈电能存储在大功率电池中，实现回馈电量的最大化利用。此外，氢动力轨道吊以氢气为燃料，与氧气经化学反应后透过质子交换膜产生电能，生成水，全程不排放碳化氢、一氧化碳、二氧化碳等污染物。这种轨道吊自投产运营以来，每台平均年作业量为9万标准集装箱，算下来，每年可减碳约300吨，减排二氧化硫9.9吨。
随着氢能在各领域的应用，氢能储运的需求也越来越高。由于氢气是世界上最轻的气体，液化困难，其运输成本远远超过石油等燃料。近年来，我国在氢能储运方面的技术取得了不小进步。今年4月，全球先进吨级镁基固态储运氢车在上海正式亮相，标志着我国在固态储运氢方面实现了新进展。之所以叫“镁基固态储运氢车”，是因为运氢车内装载了12个装填了镁基固态储氢材料的储氢容器，工作人员通过相关技术将氢气存储在这些镁合金材料里，变气体运输为固体运输，让氢气得以长距离、常温常压安全储运。车辆的研制方——上海交通大学氢科学中心副主任邹建新表示，镁基固态储氢体积非常高，这是它非常大的优势。一辆长13.3米的镁基固态储运氢车最大储氢量可达1吨，而如果是传统高压气态长管拖车的话，最大储氢量连300公斤都达不到。
不过，镁基固态储运氢车只适用于短距离的氢气运输，长距离的氢气运输还需要依靠管道。在近日召开的2023上海国际碳中和技术、产品与成果博览会上，中国石化展出了一张“西氢东送”全国氢能骨干网络规划图。其中，金陵—扬子氢气管道、巴陵—长岭氢气输送管线、济源—洛阳氢气管道已经建成。随着“西氢东送”管道的逐步建设投产，西部风电站以及光伏发电站由于波动性等造成的“弃风、弃光”可转化成氢进行储能，再通过输氢管道输送出来，实现资源的充分利用。
不久前，我国首个“西氢东送”输氢管道示范工程被纳入石油天然气“全国一张网”建设实施方案。该管道规划起点位于内蒙古自治区乌兰察布市，终点位于北京市的燕山石化，全长400多公里，经过内蒙古、河北、北京等3个省（区、市），是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道，一期运力10万吨/年，预留50万吨/年的远期提升潜力。此前，氢气长距离输送一般都是利用现有天然气管道掺氢运输，而此次建设的专用纯氢气运输管道，将为我国今后实现大规模、低成本的远距离氢能运输提供了更加有力的支撑。
政策技术支持，氢能产业呈集群化发展
“双碳”目标背景之下，国家有关政策的支持，推动着氢能产业的发展。国家能源局相关数据显示，我国氢能产业形成了极具活力和特色的发展态势，长三角、珠三角、环渤海三大区域氢能产业呈现集群化发展态势。
位于粤港澳大湾区中心腹地的广东省佛山市是国内在氢能领域发展较早的城市之一。佛山市南海区有着“中国氢能产业之都”之称，目前已聚集氢能企业和机构超150家，全部达产后将形成涵盖富氢材料、制氢设备以及燃料电池及核心部件等环节的氢能全产业链。佛山市攀业氢能源科技有限公司（以下简称攀业氢能源）几年前落户南海区，主要聚焦于中小功率电堆、膜电极、以及中小功率氢燃料电池终端产品生产。公司总经理施涛表示，之所以选择这里，主要看中的就是当地配套齐全的氢能上下游产业链条：“我们这几年主要做氢能单车，这辆车上面价值80%以上的部件也好，材料也好，其实都是佛山产的。”
位于佛山市南海区丹灶镇的“仙湖氢谷”是佛山市重要的氢能产业园区。在这里，氢能共享单车、氢能游船、氢能环卫扫地机以及加氢站等氢能应用随处可见，其中有一些产品或者产品设备部件就出自“仙湖氢谷”内的企业之手。攀业氢能源就位于“仙湖氢谷”园区，公司虽成立时间不长，但企业已组建起一支专业的氢燃料电池产品应用研发团队，并建立起国内第一条中小功率氢燃料电池自动化生产线，其所生产的电池在园区内的游船、单车等交通工具上都有应用。
作为新能源产业，技术是产业发展必不可少的支撑。近年来，佛山市南海区通过引进科研机构，打造佛山仙湖实验室，吸引氢能新技术、新产业不断地向南海聚集。今年4月，国内最大的质子交换膜电解水制氢装备生产基地在南海区投产，基地拥有全球最先进的零碳技术水平和绿氢设备制造能力。相较于普通氢气，“绿氢”是指用可再生能源制造的氢气。基地有关负责人此前曾表示，基地生产的这种可再生能源制氢设备，一台一天可以制造1吨的氢气，提高了能源的利用率。
氢能产业发展，推动氢能在南海区的多元化场景示范应用。目前，南海区已经建成了全国首个“氢能进万家”智慧能源示范社区，按照计划，到2025年，南海区将建成投用加氢站不少于30座，制氢产能不低于20吨/天，开通氢能公交线路50条、有轨交通线路2条，投入氢能汽车超3000辆、氢能两轮车超1000辆。
中国公共新闻网摘编：亓淦玉 |
