經濟導報記者 杜楊
12月1日,《共建中國氫能高速行動倡議》發(fā)布,中國氫能發(fā)展進一步提速。
山東是首個氫能大規(guī)模推廣應用的示范省份,也是制造業(yè)大省,鋼鐵、化工行業(yè)發(fā)達,因而通過工業(yè)副產品制氫,成為山東大規(guī)模推廣氫能產業(yè)的一大優(yōu)勢;與此同時,目前山東綠能應用前景廣闊,綠能制氫潛力巨大。齊魯工大(山東省科學院)二級研究員、山東省生態(tài)文明研究中心主任周勇表示,應當綠氫、灰氫雙管齊下,首先從上游迅速推進山東氫能產業(yè)建設,并同步建立氫能有效利用產業(yè)鏈和商業(yè)模式,確保山東氫能利用走在前,并助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。
副產制氫極為豐富
青島市黃島區(qū)有一處港口叫董家口港,港口的戰(zhàn)略定位是國家大宗散貨集散中心和重要的能源儲運中心。
對于山東泰山鋼鐵集團(下稱“泰山鋼鐵”)來說,董家口港還是重要的出口樞紐!案劭陔x公司300公里,我們的產品正好可由公司的氫能源車隊運抵并出海;而且董家口港也有加氫站,卡車返程也無憂。”泰鋼集團技術研發(fā)中心副主任任來鎖告訴經濟導報記者。
泰鋼集團建設運營的加氫母站。杜楊 攝
在周勇看來,泰山鋼鐵可說是山東氫能源產業(yè)探索的一個代表!氨娝苤,山東是鋼鐵、煉焦、煤化工、地煉、鹽化工等生產大省,而目前煤制氫、煉油副產氫、焦爐氣副產氫、氯堿工業(yè)副產氫等,依然是氫能源的主要來源!彼硎,“發(fā)達的傳統(tǒng)工業(yè)以及豐富的副產氫,成為山東大規(guī)模推廣氫能產業(yè)的一大優(yōu)勢!
據(jù)任來鎖介紹,泰山鋼鐵對氫的利用可以追溯到2006年,當時泰鋼投產的冷軋鋼生產線,急需氫氣作為退火保護氣體。于是,公司又開始嘗試從焦爐氣中制備、存儲氫氣,并累積了大量工藝手段;這就是“焦爐氣副產氫”。
“焦爐氣是高溫煉焦時產生的一種副產品,含有55%的氫氣,此前只是單純燒掉;后來我們開始制備75%的氫氣(其余25%是氮氣)作為退火保護氣;退火工藝完成后,剩余的氣體再經過純化工藝,最后生產出純度95%的工業(yè)用氫!比蝸礞i說。
任來鎖認為,現(xiàn)在鋼鐵產業(yè)高度發(fā)達,低碳環(huán)保則是行業(yè)最新“賽道”!罢l能更好地控制碳排,誰就能在賽道中領先,所以我們義無反顧投身氫能產業(yè)!彼f,泰山鋼鐵創(chuàng)新了基于變壓吸附的“二級純化+精準濾雜”生產工藝,實現(xiàn)了從氫含量55%的焦爐氣,到75%退火保護氣、95%的工業(yè)用氫,最后是純度達到99%的燃料電池用氫的多梯度氫制備。
目前,泰山鋼鐵已經完成年產750噸的變壓吸附裝置的建設。有了豐富的氫來源,泰山鋼鐵也已經成為山東少有的,業(yè)務遍及氫能制備、儲運、應用全產業(yè)鏈的企業(yè)。
綠氫即將“挑大梁”
“在綠氫生產和出口方面,山東具有良好的資源和地理優(yōu)勢!睗暇G動氫能科技有限公司(下稱“綠動氫能”)總經理陳穎對經濟導報記者表示。
公開數(shù)據(jù)顯示,截至2023年6月,山東省新能源可再生能源裝機達到8382萬千瓦,占電力總裝機的41.8%。其中,光伏裝機達到4946萬千瓦,穩(wěn)居全國首位;風電裝機達到2421萬千瓦;生物質裝機達到417.3萬千瓦,規(guī)模均穩(wěn)居全國前列。但據(jù)經濟導報記者了解,目前山東的風、光等綠能發(fā)電的發(fā)電量卻有待提高。究其原因,不外乎綠電的不穩(wěn)定性,以及帶來的對電網的沖擊。
“正因如此,綠電制氫才有實際意義!标惙f說,“綠電并網之余,富余電力可以制氫,而且不產生碳排,是實實在在的‘綠氫’。”
值得一提的是,據(jù)陳穎介紹,在綠電制氫方面,“我國在關鍵核心技術上,比如在催化劑、膜電極等關鍵材料部件上,已經實現(xiàn)自主化了!
濟南綠動氫能科技有限公司正在接待訪客
在下游應用端,綠動氫能也自主研發(fā)生產了氫能利用的核心設備——燃料電池,并且在去年底,供能燃料電池、空冷燃料電池及車用燃料電池系統(tǒng)3條生產線在濟南正式投產。
陳穎認為,目前氫能的大規(guī)模推廣,瓶頸還在于大規(guī)模儲運。而這,也是她看好山東優(yōu)勢的原因:“山東副產氫資源和綠氫資源豐富,幾百公里的運輸半徑可覆蓋山東和周邊省市,具有氫能示范應用的良好條件!
碳交易政策將跟進
因為工業(yè)副產氫在制備過程中會產生一定的碳排,因此被歸為“灰氫”。
也正因如此,2022年國家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》中,明確表示“應用灰氫不應該視為清潔能源替代,也不能完成節(jié)能減煤降碳降污的目標”。
但在任來鎖看來,泰山鋼鐵生產的燃料電池用氫單純被歸類為“灰氫”有點“冤”:“副產氫的碳排放量已經計算在‘主產品’中了,再將這部分氫氣定義為‘灰氫’,有重復計算碳排放的嫌疑;況且未來還有碳捕集和封存技術(CCS),能捕捉制備氫能時產生的碳排!
與此同時,為減少企業(yè)原燃物料運輸過程產生的碳排放與污染物,泰山鋼鐵購置了氫能源重卡4輛,并利用自產氫能運營,目前已經產生了明顯的環(huán)保效益——提升了企業(yè)環(huán)?冃гu級。
至于經濟效益,陳穎表示,北京的氫燃料電池汽車碳減排已進入碳市場交易!拔覀冊诒本┩斗帕藥装佥v氫能源車,已經參與交易!彼f。
“山東推廣應用氫能的優(yōu)勢環(huán)節(jié),依然在生產端。”周勇總結道,“目前工業(yè)副產氫依然是主流,但綠氫也在及時跟進,二者協(xié)調發(fā)展,將從上游迅速推進山東氫能產業(yè)建設。”
“與此同時,氫能的儲運和應用產業(yè)鏈和商業(yè)模式,也在逐步建立,再加上政策方面的跟進,未來山東氫能利用一定大有可為,并助力‘雙碳’目標的實現(xiàn)!敝苡卤硎尽