河北建投沽源風電制氫綜合利用示范項目。資料照片

中船重工七一八所總裝車間。資料照片

中船重工七一八所成品車間。資料照片

氫能源被視為21世紀最具發展潛力的清潔能源之一，氫能產業具有廣闊的市場前景。河北省產業結構偏重，大力發展氫能產業有助于調整河北省能源結構。此外河北省具有一定的氫能產業基礎，因此河北省提出了率先打造全國氫能產業創新發展高地的目標。為此，河北省國有企業搶先布局、“氫”裝上陣，為推動河北省氫能產業高質量發展發揮了示范帶頭作用。

搶先布局 打造氫能產業高地

為高起點謀劃、高質量發展氫能產業，促進河北省能源結構清潔轉型，加快新舊動能轉換，率先將河北打造成為全國氫能產業創新發展高地，河北省出臺了一系列推動河北省氫能產業發展的政策文件。其中，《河北省推進氫能產業發展實施意見》提出，到2030年，全省培育5至10家國際領先的龍頭企業，孵化一批科技型企業，擁有全產業鏈研發實力和工業化生產能力，氫能產業鏈年產值突破2000億元;燃料電池技術國際先進，高效的氫氣儲運加技術成熟度和可靠性大幅提升，并實現規模化應用;至少建成100座加氫站，燃料電池汽車運行超過5萬輛。

為此，河北省國有企業展現國企擔當，先試先行，圍繞氫能“制取-儲運-加注-應用”環節加大研發力度、突破關鍵技術，圍繞全產業鏈搶先布局、謀劃發展路徑，推動河北省氫能產業高質量發展。

河鋼集團有限公司(簡稱“河鋼集團”)相關負責人表示，河鋼集團以打造京津冀地區最具代表性的氫能應用示范企業為目標，通過氫能示范全面引領京津冀零排放、零污染物流發展。建設覆蓋全省主要城市的制氫、加氫網絡，同時向氫能新材料開發、燃料電池和氫能汽車制造等領域延伸，形成覆蓋京津冀地區的新能源供應網絡。

今年3月份，河鋼集團聯合中國工程院戰略咨詢中心、中國鋼研科技集團有限公司、東北大學簽訂合作協議，聯合組建“氫能技術與產業創新中心”。據介紹，該中心以促進氫能產業加速提質發展為目標，以市場為導向，以氫能產業化應用和鋼鐵產業價值鏈延伸為主線，聚焦京津冀、輻射國內外，圍繞氫氣制備、氫能利用、氫冶金、新材料等領域，建立協同創新、共促發展的長效運行機制，致力于打造具有競爭力和影響力的氫能應用研究和科技成果轉化平臺。

“河鋼集團以氫能技術與產業創新中心先進的氫能產業研發項目為載體，聚集高端人才，以氫能產業示范基地建設、政府政策導向支持、商業模式探索發展為著力點，積極推動河北省氫能產業發展。”河鋼工業技術服務有限公司市場部負責人劉守顯說。

冀中能源峰峰集團有限公司(簡稱“峰峰集團”)先期依托峰煤焦化有限公司的氫氣資源，結合邯鄲市政府相關規劃，打造一個氫源點、一座加氫站、一條氫能源汽車公交示范線、一條旅游觀光氫能源汽車示范線的“四個一”氫能綜合利用示范工程。

“依托峰峰集團擁有大量工業副產氫的優勢，我們將在制氫、儲氫、運氫、用氫產業鏈以及在氫能裝備制造上開展研究、開發建設項目。”峰峰集團副總工程師張步勤說，提前布局氫能產業，探索更先進、更適用的清潔能源方向，也是想發揮作為國有企業在節能減排、環境治理方面應起的社會作用。

此外，峰峰集團還與中國船舶重工集團公司第七一八研究所(簡稱“中船重工七一八所”)在可再生能源制氫、氫能交通、氫能基礎設施、高壓車載氫系統等領域深化合作關系，共同布局邯鄲市乃至京津冀地區氫能產業，共同推動氫能產業化、商業化。

創新思路 關鍵環節各個擊破

在氫能制取上，河北建設投資集團有限責任公司(簡稱“河北建投”)探索風電制氫和風光耦合制氫。河北建投風電制氫項目結合多方優勢，創新性提出“離/并網風電制氫綜合利用”的思路，風電系統將不再以傳統電網為唯一終端負荷，而擬直接應用于適應風電特性的電解制氫業，并將成品氫通過管網輸送到加氫站，最終應用于燃料電池客車，構建一條完整的離/并網風電制氫綜合利用的產業鏈。

中船重工七一八所的優勢在于電解水制氫，該所的水電解制氫裝置形成了產氫量0.5-1000Nm3/h的堿性水電解制氫設備及0.5～50Nm3/h的SPE純水電解制氫設備產品體系，主要應用于電力、有色冶金、石油化工等多個領域。同時，該所在國內率先開發了加壓型雙極壓濾式水電解制氫裝置，并實現裝置的全自動控制運行。

“我們研制的撬裝式水電解制氫設備、車載式水電解制氫設備、600Nm3/h制氫裝置均處于國際先進水平。” 中船重工七一八所制氫設備工程部副主任李猛介紹，該公司已累計銷售2000余臺加壓電解水制氫裝置，用戶遍及全國各地，國內市場占有率超過60%，并出口至法國、俄羅斯、韓國等30多個國家。

河鋼集團和峰峰集團則加快布局建設工業副產氣制氫項目，著力提高工業副產氫提純技術。工業副產制氫是指利用工業生產過程中產生的尾氣、副產氣進行提純制氫，以河鋼集團為例，其通過焦爐煤氣制氫，焦爐煤氣中氫氣含量約為55%。據介紹，工業副產氫產量巨大且穩定，峰峰集團工業副產氫保有量達兩億Nm3，河鋼集團則具有20萬Nm3/h以上的氫氣生產能力。

“如何有效利用工業副產氫，氫氣提純技術的突破非常關鍵，下一步峰峰集團將聯合國家電力投資集團有限公司下屬設計單位就氫氣提純技術進一步溝通交流，共同研究工業尾氣提氫的技術和項目。”張步勤介紹。

加氫站建設是氫能產業發展過程中遇到的另一個難點，加氫站所需的關鍵材料和核心元件及技術尚未自主，如加氫槍、換熱器及關鍵的管閥件尚需進口。此外，高昂的建站成本限制了氫能產業基礎設施的建設，可持續發展的商業化推廣模式尚未建立，尚未具備市場化運營的條件。

針對這一難題相關企業已展開公關，部分加氫站項目也在穩步推進。峰峰集團與中船重工七一八所合作的加氫站建設項目已被列為河北省科技重大專項項目。河鋼集團加氫示范站項目已通過專家評審，全國氫能標準化技術委員會、中國可再生能源學會氫氣專業委員會組成的專家組認為該項目符合技術發展趨勢和相關政策，對推動河北省氫能發展具有積極意義。

前景廣闊 推動綠色物流發展

在應用方面，氫燃料電池汽車是氫能源應用前景最為廣闊的領域。

河鋼集團大力推進燃料電池重載汽車示范。據介紹，氫燃料重卡未來主要應用在重工業集中的區域，如港口、工業園區等，由于目前國內外尚沒有成熟的氫燃料電池重卡，因此“柴改氫”批量示范運營還需要解決三個關鍵問題，一是燃料電池重卡價格與傳統重卡價格差價的問題;二是車輛運行參數與傳統燃油車相對比經濟性的問題(包括油耗、續航里程等);三是車輛日常維護成本的問題。

河鋼集團依托自身具備的氣源、應用平臺、跨學科技術人才保障以及涉氫材料的研發保障能力，聯合整車企業及車輛運營企業進行深入合作，就氫燃料重卡運輸進行示范運行，旨在推動重載卡車“柴改氫”，從根本上解決交通運輸對空氣質量的影響，推動真正意義上的綠色物流，并將根據示范實際效果，在京津冀地區進行復制推廣，最終形成有效的運輸網絡。

除氫燃料電池汽車之外，氫能在汽車領域的應用還包括HCNG內燃機車。HCNG即混氫天然氣，HCNG內燃機車相較CNG汽車可以降低碳排放，減少氮氧化物排放，同時促進天然氣燃燒更充分，

“HCNG將來應用范圍非常大，在節能減排、能源充分利用上也有很重要的作用，加氫站如果跟天然氣站協同，為汽車加注HCNG，一下就擴大了氫能的使用范圍，峰峰集團目前也在跟一些科研機構探討相關技術，與邯鄲華潤燃氣有限公司探討了天然氣摻氫的發展方向，并利用邯鄲市現有天然氣加氣站的布局，開展天然氣摻氫的示范工程，除了可以利用少量設備滿足多種車輛要求以外，還能緩解邯鄲市天然氣匱乏的難題。”張步勤說。