氫有什么用?在交通、發(fā)電、儲(chǔ)能、冶金等廣泛領(lǐng)域,它都是一把好手。氫能有何特點(diǎn)?無(wú)碳、高效。如何制取氫?答案之一是:電+水。
氫能作為一種清潔、高效的能源載體,正憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì),被全球視為未來(lái)能源體系的重要組成部分。在四川,一個(gè)個(gè)氫原子,正悄然上演一場(chǎng)零碳漂流。它們始于江河,存于瓶罐,奔涌于交通動(dòng)脈,點(diǎn)亮于高原,最終又回歸于水,上演著一場(chǎng)生生不息的零碳循環(huán)。
兆瓦級(jí)PEM電解水制氫系統(tǒng)。人民網(wǎng)記者 王波攝
零碳能源是如何誕生的?
在位于四川德陽(yáng)的東方電氣氫產(chǎn)業(yè)科技應(yīng)用示范園制氫車間,當(dāng)來(lái)自江河的水電注入,水分子在電流的驅(qū)動(dòng)下被瞬間“拆解”,一個(gè)個(gè)氫原子從而誕生。
“以往,‘綠氫’的制取成本相對(duì)較高,我們正積極響應(yīng)規(guī)劃,大力推進(jìn)規(guī)模化低成本電解水制氫項(xiàng)目。” 東方電氣(成都)氫能科技有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人孫浩然介紹,四川劍指打造綠氫規(guī)?;?yīng)基地,而他們的工作正是這一藍(lán)圖下的具體實(shí)踐。
何謂“綠氫”?孫浩然說(shuō):“氫氣是清潔的可再生能源,在釋放能量的過程中沒有碳排放。但制氫過程多種多樣,我們只把通過水電、光電、風(fēng)電等無(wú)碳能源生產(chǎn)出的氫氣稱之為‘綠氫’?!?/p>
要控制“綠氫”成本、實(shí)現(xiàn)“綠上加綠”,更廣泛地利用無(wú)碳能源無(wú)疑是主要解決方案之一。為此,東方電氣集團(tuán)通過技術(shù)攻關(guān),全自主研發(fā)出純水制氫(PEM電解水制氫)等制氫技術(shù)系統(tǒng)。“這套系統(tǒng)具有低能耗、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速率的特點(diǎn),特別能適應(yīng)光、風(fēng)等可再生無(wú)碳能源調(diào)峰供電?!睂O浩然說(shuō),目前,東方氫能已掌握兆瓦級(jí)PEM電解水制氫技術(shù),并在國(guó)內(nèi)首次完成了離網(wǎng)(脫離外部電網(wǎng))驗(yàn)證。
在示范園的露天區(qū)域,各式儲(chǔ)氫裝置整齊排列。這里,是氫原子誕生后的第一站。“由于氫氣具有密度低、易燃易爆、易滲透等特點(diǎn),儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)因此成為氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)突破的重點(diǎn)。就好比打包和運(yùn)送‘陽(yáng)光’,‘有形’又‘無(wú)形’,儲(chǔ)運(yùn)成本極高。”孫浩然說(shuō)。
要如何“管束”這群“調(diào)皮”的氫原子?技術(shù)團(tuán)隊(duì)想盡了辦法。高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫、固態(tài)儲(chǔ)供氫等技術(shù)輪番上陣,他們?yōu)楦鞣N場(chǎng)景之下的高效儲(chǔ)運(yùn)氫提供了自主研發(fā)的技術(shù)方案,從而安全提升氫氣密度,降低儲(chǔ)運(yùn)成本,為未來(lái)川渝乃至全國(guó)的 “氫走廊” 建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。
加氫站工作人員為氫燃料電池公交車加氫。人民網(wǎng)記者劉海天攝
氫輪驅(qū)動(dòng)駛?cè)肷?/strong>
清晨,成都市郫都區(qū),一輛白綠相間的氫燃料電池公交車平穩(wěn)駛?cè)爰託湔荆瑲湓釉谶@里進(jìn)入汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。“10分鐘左右加滿,能跑500多公里?!彼緳C(jī)騰師傅對(duì)此已非常熟悉。
這抹綠色身影,自2018年在此啟程,已成為四川氫能交通應(yīng)用的“名片”。通過在成都大運(yùn)會(huì)、成都世運(yùn)會(huì)等國(guó)際盛會(huì)亮相和應(yīng)用,這張“名片”已被傳到世界。
截至2024年底,全省已累計(jì)推廣氫燃料電池汽車超1000輛,示范應(yīng)用規(guī)模位居全國(guó)前列。而根據(jù)四川提出的發(fā)展目標(biāo),到2027年,這一數(shù)字將超過4000輛。政策的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng),正為產(chǎn)業(yè)注入澎湃動(dòng)能。同時(shí),四川針對(duì)性提出免收氫能車輛高速公路通行費(fèi)等支持政策,直接降低了運(yùn)營(yíng)成本,讓氫能車車主看到了實(shí)實(shí)在在的效益。
何旭是一家物流公司的負(fù)責(zé)人,也是政策的受益者。他的氫能重卡,在成德眉資首條氫能“零碳”運(yùn)輸線路上奔馳。“省下的過路費(fèi),就是純利潤(rùn),我們盼著加氫站網(wǎng)絡(luò)能更快完善,讓‘成渝氫走廊’更加暢通起來(lái)?!?/p>
這些奔跑的“零碳”車輛,在政策的精準(zhǔn)滴灌下,正重塑著區(qū)域的物流格局與城市的呼吸脈搏。
氫氣如何驅(qū)動(dòng)車輛?在位于成都的東方氫能產(chǎn)業(yè)園中,中國(guó)西部首條氫燃料電池自動(dòng)化生產(chǎn)線正高速運(yùn)轉(zhuǎn)。東方電氣(成都)氫能科技有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人李婷拿起一片薄如蟬翼、類似“過濾網(wǎng)”的部件說(shuō):“就是靠它——膜電極,氫燃料電池的‘心臟’。氫原子在這里與氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能,從而驅(qū)動(dòng)車輛,整個(gè)過程只產(chǎn)生水。”
“我們突破了從材料適配、微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到水熱管理的全鏈條技術(shù),通過優(yōu)化‘心臟’的內(nèi)部‘血管’與‘神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)’,讓氫與氧的反應(yīng)更順暢、更持久?!崩铈媒榻B,這片自主研發(fā)的“中國(guó)芯”有效提升了氫能的轉(zhuǎn)化效率,壽命超過30000小時(shí)。
塔公高原交旅驛站。受訪者供圖
駛出成都平原,向西攀升,海拔表的指針劃向3700米。在壯美的川西塔公草原,有一座服務(wù)于游客的塔公高原交旅驛站,正依靠一套企業(yè)自主研發(fā)的“氫、氧、電、熱”聯(lián)供系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)能源“自產(chǎn)自銷”,獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)。
項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人周樂懿介紹,系統(tǒng)主要是通過光伏板產(chǎn)生的電能,把水電解為氫和氧,分別進(jìn)行儲(chǔ)存。氧氣用于實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供氧需求,氫氣在需要的時(shí)候,通過氫燃料電池,轉(zhuǎn)化為熱能和電能,實(shí)現(xiàn)供暖和供電?!八菰靥幧鷳B(tài)脆弱區(qū),這套系統(tǒng)全程零碳排放,最大程度降低了對(duì)高原生態(tài)的影響,既是能源解決方案,也是生態(tài)保護(hù)方案。這也為四川打造高原氫能民生應(yīng)用示范帶提供了一個(gè)可行的樣板。”
在高原,氫原子不僅服務(wù)于交通,更化身“能量魔術(shù)師”,照亮高原生態(tài)保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路。
全鏈躍升未來(lái)可期
當(dāng)下的東方氫能產(chǎn)業(yè)園,氫電轉(zhuǎn)換四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室更加高效轉(zhuǎn)換技術(shù)的研發(fā)從未停歇,氫燃料電池生產(chǎn)車間正全力沖刺四季度交付目標(biāo),四川省首條氫氣瓶檢驗(yàn)線忙著為車載氫氣瓶“體檢”,制加氫一體站正為車輛補(bǔ)充“氫能量”……產(chǎn)業(yè)園,是四川構(gòu)建氫能“制儲(chǔ)運(yùn)加用”全產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)縮影。
目前,四川省已聚集上下游企業(yè)及科研院所超100家,其中不乏細(xì)分領(lǐng)域頭部企業(yè),形成了覆蓋氫氣制儲(chǔ)運(yùn)加、燃料電池系統(tǒng)及整車研發(fā)制造應(yīng)用、檢測(cè)認(rèn)證等主要環(huán)節(jié)在內(nèi)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。
今年,《四川省氫能產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2025—2035年)》出爐。展望未來(lái),隨著組織協(xié)同、政策支持、金融保障等一系列措施落地,氫能的應(yīng)用空間將無(wú)比廣闊?!拔覀兗纫陔娊馑茪?、燃料電池技術(shù)上再突破,還要讓產(chǎn)品像‘毛細(xì)血管’滲透到多能聯(lián)供、無(wú)人機(jī)、工程機(jī)械等更多場(chǎng)景,也要當(dāng)好生態(tài)共建者,和地方政府、科研院所、行業(yè)上下游企業(yè)一起,讓氫能走向更加廣闊的天地?!睎|方電氣(成都)氫能科技有限公司產(chǎn)業(yè)研究相關(guān)負(fù)責(zé)人曹智會(huì)說(shuō)。
一個(gè)氫原子的旅程,清晰勾勒出四川氫能產(chǎn)業(yè)在政府頂層設(shè)計(jì)牽引下,從“單點(diǎn)突破”到“集群共進(jìn)”的壯闊歷程。這個(gè)微觀原子的循環(huán),宏觀上正是四川把握能源革命機(jī)遇,將清潔資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展勝勢(shì)的縮影。一場(chǎng)靜默卻深刻的變革,正在清晰的藍(lán)圖指引下加速推進(jìn),為一個(gè)安全、綠色、可持續(xù)的未來(lái),寫下生動(dòng)的四川注腳。(實(shí)習(xí)生張皓馨參與采寫)