北京亦庄加速布局氢能全产业链
动态2024-11-04
10月24日，走进旭阳集团定州园区的氢气提纯及充装全自动生产车间，只见氢气充装站前，一辆辆发往北京、保定、石家庄等地的氢气管束车正在充装柱前充装压缩氢气。
“氢能产业正成为园区绿色低碳发展的新引擎。”定州旭阳氢能有限公司总经理李拥军说，“目前，我们的高纯氢年产值2亿多元，年综合减碳5.8万吨，已成为华北地区最大的高纯氢生产基地。”
发挥优势，布局转型氢动力
在园区东北部，各种架空管道互相交织，最后接入产品气缓冲罐、吸附塔等一排高高竖立的塔器内。
“这是我们的制氢区。”李拥军说，“焦炉煤气是焦化企业的主要工业副产品，其中氢的占比在55%左右。过去，这些副产品只用来生产甲醇、合成氨等化工原料。现在，我们通过变压吸附、提纯等工艺生产的高纯氢纯度为99.999%，通过了国家氢能及燃料电池汽车示范评价平台清洁氢认证，成为国内第一批通过认证的企业之一。”
具有清洁零碳属性的氢能，是未来国家能源体系的重要组成部分。旭阳集团定州园区生产的氢气为工业副产氢，具有资源、成本、工艺等六大优势。“作为传统能源企业，我们有转型发展的迫切需要。”李拥军说，在我国积极稳妥推进碳达峰碳中和的背景下，他们围绕绿色低碳做文章，大力建设工序合理配套、资源综合利用、节能减排领先的循环经济园区。2019年，园区开始整体规划布局氢能产业发展。2020年7月，日产1吨的高纯氢一期项目顺利投产。2020年12月，旭阳集团氢能产业发展的母公司——定州旭阳氢能有限公司应运而生。
定州旭阳氢能有限公司确立了“一线(制、储、运、加、用)、一网(辐射全国的智慧氢能供应网)、两翼(技术+服务)、四阶段(分阶段打造清洁低碳能源供应商、能源生态系统集成商、先进能源技术开发商、能源转型卓越服务商)”的氢能产业发展思路，相继在邢台、保定、呼和浩特等地落子布局。目前，公司高纯氢日产能达24吨。
在李拥军的办公桌上，摆放着一本刚刚完成的液氢生产项目可研报告。今年9月，他们和中国航天科技集团北京航天试验技术研究所达成协议，国内首套采用氢膨胀技术的氢液化系统落户旭阳集团定州园区，并在该园区打造日产能5吨的液氢工厂示范项目。
“一辆同样的运输车，气氢一次最多运载300公斤，液氢却能运载3吨。”李拥军说，氢能储运是氢能产业的关键环节，关系到氢能利用的安全性和经济性。采用氢膨胀技术的氢液化工艺打破了国外技术垄断，是我国在液氢大规模制备领域的重大突破，可有效解决影响氢能储运的问题。2025年年底液氢工厂示范项目建成后，将对我国的液氢生产商业化起到巨大推动作用。
开辟应用场景，形成全产业链盈利模式
在旭阳集团定州园区的全封闭煤场，一辆氢能铲车正在从一辆氢能重卡上卸煤。“我们班组现有3辆氢能重卡和2辆氢能铲车，用的燃料都是园区自产的氢气。”车间运输班班长王永兴说，一辆柴油卡车一天油耗约300升，费用1900多元;一辆柴油铲车一天油耗约130升，费用800多元。采用氢能作为燃料后，氢气生产、应用实现内部循环，作业成本大大降低。
按照《旭阳集团氢能发展规划》，定州旭阳氢能有限公司积极推进氢能场景应用，不仅在园区内部逐步拓展氢能重卡短倒、装载、自卸车等应用，在定州市投放氢能公交车和氢能清扫车，还积极推动地方发展绿色运输，先后搭建起定州到辛集、定州到天津、保定容易线等多条氢能重卡运输线路，以氢能重卡替代传统燃油车运输，运力近3000吨/天。
在定州经济开发区337国道南侧，旭阳氢能综合能源站顶棚上的“H2 LNG”字样十分显眼。站内，一辆辆氢能重卡和公交车排队等候加氢，旁边的旭阳集团定州园区内不时有氢能长管拖车驶出。站长刘亚男说：“2021年7月能源站投用时，只有园区的8辆氢能车来加氢，每天最多加注150公斤。现在，一天能加注50多辆车，加氢1000多公斤。”
“以氢气生产、加氢站示范项目为起点，我们积极探索在氢能源存储、运输和燃料电池等领域布局发展，构建多元清洁能源供应体系。”李拥军说，他们已建成投运定州、邢台、保定3座加氢站，并正在加快建设第四座加氢站。同时，成立拥有20辆车的氢气运输车队，正在谋划实施定州到涿州的天然气管道掺氢项目，已形成稳定的“制、储、运、加、用”全产业链盈利模式。
瞄准难点痛点研发，抢占发展制高点
走进旭阳氢能研究所，只见几名科研人员正在组装一台长宽约17厘米、高约50厘米的设备。所长陈昊博士介绍：“这是我们研发的电解水制氢设备的小试样机，能更好地匹配风、光等可再生资源发电的波动性，比市场相同技术路线产品降低成本15%以上。”
“可再生能源制氢今后将成为重要氢源。氢能产业发展必须着眼长远。”陈昊说，国家发改委2022年发布的《氢能产业发展中长期规划》提出，到2025年，初步建立以工业副产氢和可再生能源制氢就近利用为主的氢能供应体系。为此，氢能研究所组建博士研发团队，研究可再生能源制氢工艺，预计2026年投产。届时，旭阳的氢能产业链将进一步完善。
“氢能产业尚处于导入期，面临生产装备核心材料不能自主生产、可再生能源制氢成本高等发展难点和痛点。要想抢占制高点，必须加大科研力度。”李拥军说，2022年底，定州旭阳氢能有限公司便成立专门的氢能研究所，开展基础研究和科研攻关。
园区的氢气提取率只有72%，提取后的剩余气体只能烧掉生产蒸汽，造成浪费。氢能研究所成立后，接到的第一项科研任务便是将提取率提高十个百分点。
气体的吸附压力和在吸附材料里的停留时间决定着氢气提取率。陈昊带领科研团队，建立仿真模型，并根据车间设备运行情况和出气情况，一点点调整优化操作工艺参数。科研人员每天往返于实验室和车间，实验三四百次，花费一年时间，终于将氢气提取率提高到83%，大幅降低了生产成本。
氢能研究所成立后，各项科研攻关都在积极推进：承担河北省科技厅《液氢“制、储、运、加”系统集成关键技术及示范》研发项目;参与氢能产业标准起草，编写《焦炉煤气制高纯氢转化工艺安全技术要求》和《加氢站运行管理规范》，引领产业规范化发展;瞄准液氢生产的商业化，研发正仲氢转化催化剂，将液氢存储时间提高19倍，产品明年6月便可投入商用……旭阳集团正加速步入绿色低碳发展的快车道。(林凤斌 谷晓丹)
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