“一南一北”布局，北京全鏈提速氫能澎湃！

進(jìn)去的是氫氣，排放的只有水——頗具未來(lái)感的氫能汽車(chē)已加速來(lái)到我們身邊。雙碳目標倒逼機制下，氫能被視為最具發(fā)展潛力的清潔能源之一，氫能產(chǎn)業(yè)近年來(lái)也步入“黃金發(fā)展期”。

北京作為國內氫能產(chǎn)業(yè)鏈最完整的地區之一，已初步完成從源頭技術(shù)創(chuàng )新到產(chǎn)業(yè)化應用的試點(diǎn)探索，基本實(shí)現氫能產(chǎn)業(yè)“從1到10”的突破，在科技創(chuàng )新、產(chǎn)業(yè)基礎、市場(chǎng)應用、政策環(huán)境和支撐要素等方面具有全國領(lǐng)先優(yōu)勢，將為北京綠色可持續發(fā)展提供澎湃動(dòng)能。

產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展

“一南一北”布局初步形成

京南，依托大興、房山和經(jīng)開(kāi)區，構建氫能全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)系統，建設高端裝備制造與應用示范區;京北，以昌平“能源谷”為核心，打造氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和科技創(chuàng )新示范區。北京“一南一北”的氫能產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展格局已初步形成。

北京西南部，燕山石化1萬(wàn)標準立方米/小時(shí)氫氣提純設施完善項目正在加速推進(jìn)。該項目是2024年北京市重點(diǎn)建設項目之一，今年3月啟動(dòng)，眼下已進(jìn)入大型設備安裝階段，預計今年底就能建成。“屆時(shí)，我們的供氫能力將從目前的每天4噸，大幅提升到24噸!”項目負責人對此滿(mǎn)懷期待。

因為服務(wù)北京冬奧會(huì )的機緣，燕山石化建成了2000標準立方米/小時(shí)氫氣新能源裝置。這里生產(chǎn)的氫氣，不僅點(diǎn)燃了“鳥(niǎo)巢”的冬奧會(huì )主火炬，實(shí)現冬奧史上首次火炬零碳排放，還驅動(dòng)著(zhù)大批氫能汽車(chē)穿梭于冰天雪地，為冬奧會(huì )提供交通服務(wù)保障。

如今，作為北京地區最大的供氫點(diǎn)，燕山石化正源源不斷為北京及周邊地區提供氫能供給。今年上半年，公司已累計向京津冀地區供應氫能659.14噸，較去年同期大幅增長(cháng)34.2%。

豐富的氫源供應優(yōu)勢，讓與燕山石化相距不遠的中關(guān)村(房山)氫能產(chǎn)業(yè)園加速發(fā)展。產(chǎn)業(yè)園自2021年6月獲批建設，僅3年多，入駐園區的企業(yè)已由最初的十幾家，發(fā)展到目前的50余家，全部為氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。

科技創(chuàng )新成果不斷涌現，場(chǎng)景應用越來(lái)越豐富，園區已成為具備氫能制、儲、輸、用完整供應體系的產(chǎn)業(yè)園。其中北京氫燃科技的氫內燃機測試平臺項目，主要開(kāi)展乘用車(chē)、商用車(chē)主流氫內燃機先期技術(shù)開(kāi)發(fā)、標定、可靠性試驗測試，有望盡快形成產(chǎn)業(yè)規模。

大興國際氫能示范區也呈現產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的良好態(tài)勢。示范區圍繞氫能制、儲、運、加和燃料電池關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)鏈打造產(chǎn)業(yè)生態(tài)，目前已有超200家企業(yè)注冊、50余家優(yōu)質(zhì)企業(yè)簽約入園。

目光向北，昌平未來(lái)科學(xué)城“能源谷”已成為北京能源領(lǐng)域創(chuàng )新策源地。隨著(zhù)海卓動(dòng)力等一批氫能重點(diǎn)企業(yè)落地，這里正形成一條從制氫、儲氫、氫燃料電池、加氫站到發(fā)動(dòng)機、電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈。

坐落于昌平的北汽福田，是我國最早從事氫燃料電池商用車(chē)研發(fā)的汽車(chē)企業(yè)之一，并率先在國內實(shí)現氫燃料電池客車(chē)的商業(yè)化運營(yíng)，目前已在北京市范圍內累計推廣示范應用車(chē)輛2300余輛。北汽福田相關(guān)負責人介紹，正與昌平區共同打造沙河氫能產(chǎn)業(yè)基地，截至目前已開(kāi)工建設1個(gè)氫燃料客車(chē)總裝車(chē)間、5個(gè)單體試驗樓、1條開(kāi)發(fā)用試車(chē)跑道。

關(guān)鍵技術(shù)突破

創(chuàng )新成果不斷涌現

燃料電池系統“上車(chē)”，用氫瓶代替油箱，對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)作用至關(guān)重要。

北京冬奧會(huì )期間，近200輛氫燃料電池大巴穿梭于北京賽區和延慶賽區，為場(chǎng)館提供接駁運送交通保障。大巴搭載的“氫騰”燃料電池系統，可實(shí)現零下30攝氏度低溫啟動(dòng)，且燃料電池系統已實(shí)現材料級全自主化。

全自主化背后有一段故事。2017年春，國家電投首席科學(xué)家、氫能首席技術(shù)官柴茂榮受邀從日本回國，帶著(zhù)初創(chuàng )的國氫科技團隊展開(kāi)技術(shù)攻關(guān)，最終研發(fā)出集自主材料、部件和整機核心技術(shù)于一體的系列產(chǎn)品，打通了氫能燃料電池的產(chǎn)業(yè)鏈。

持續創(chuàng )新的探索過(guò)程中，國氫科技逐漸成長(cháng)為氫能“獨角獸”。企業(yè)展廳里，從催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、膜電極、雙極板等部件級材料，到整堆組裝、系統集成等產(chǎn)品級關(guān)鍵核心技術(shù)及工程化生產(chǎn)工藝，全都是公司自主研發(fā)的硬核成果。

“要把示范工程變?yōu)閼霉こ獭?rdquo;柴茂榮說(shuō)，近兩年通過(guò)進(jìn)一步“打磨”，催化劑、質(zhì)子膜等核心零部件的故障率從過(guò)去的7%，大幅降低到千分之一左右，可靠性顯著(zhù)提高。

不僅如此，氫能燃料電池發(fā)動(dòng)機的體積也大大縮小，功率密度從過(guò)去的每升4千瓦提高到每升5.4千瓦。目前，國氫科技的氫能燃料電池發(fā)動(dòng)機已實(shí)現更大規模的批量化生產(chǎn)，過(guò)去一個(gè)月生產(chǎn)幾百臺，現在產(chǎn)能提高10倍左右，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應用在客運車(chē)輛、應急電源車(chē)、無(wú)人機等場(chǎng)景。

氫能儲存和運輸也是當前氫能產(chǎn)業(yè)面臨的一大難關(guān)。為確保安全，氫氣儲存和運輸環(huán)節成本約占氫能產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節的30%至40%，亟須以技術(shù)創(chuàng )新降成本。

天海工業(yè)一直深耕氣體儲運裝備制造，從北京高壓氣瓶廠(chǎng)的一個(gè)小車(chē)間起步，逐漸發(fā)展成為行業(yè)領(lǐng)跑者。公司研制的高壓氫氣儲供系統，曾為北京冬奧會(huì )“大雪花”火炬提供燃料。今年北京科博會(huì )上，天海工業(yè)首度展出一款車(chē)載液氫儲氫瓶，儲氫量達80公斤以上，可提供超1000公里的續航里程，達到國際先進(jìn)水平。

在通州區漷縣鎮，天海工業(yè)投資4億元建設的氫能前沿科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展項目將于今年建成，其高端復合氣瓶生產(chǎn)基地年綜合產(chǎn)能將達8萬(wàn)支。

應用落地加快

三地產(chǎn)業(yè)分工漸明確

今年3月31日，北京南部首座油氫一體站——中石化北京石油青云店油氫綜合加能站開(kāi)始迎來(lái)加氫車(chē)輛，這座有著(zhù)近40年歷史的加油站有了新功能。

加能站緊鄰北京六環(huán)路和京臺高速公路，能夠滿(mǎn)足周邊企業(yè)及往返京津兩地間的氫燃料電池物流運輸車(chē)輛的加注需求。該站站長(cháng)介紹，加能站每天加注氫氣能力可達2噸，主要服務(wù)于旅游大巴、環(huán)衛灑水車(chē)、渣土重卡、物流貨運車(chē)等多種類(lèi)型車(chē)輛。

包括這座加能站在內，目前北京石油在京已建成5座加氫站、油氫合建站，今年前8個(gè)月，累計氫氣加注量達到540余噸，占全市總氫氣加注量的30%左右。

“還有3座在建加氫站，今年底將全部建成投運。”北京石油相關(guān)負責人說(shuō)，建成后公司加氫站網(wǎng)點(diǎn)將達到8座，成為北京市最大的加氫站運營(yíng)企業(yè)。明年，企業(yè)還將進(jìn)一步在大興、昌平布局甲醇制氫加氫一體站、加氫站，滿(mǎn)足市場(chǎng)的用氫需求。

近年來(lái)，北京制定發(fā)布的氫能產(chǎn)業(yè)各類(lèi)支持政策措施超50項，引導氫能產(chǎn)業(yè)加速前行。

2021年8月，京津冀燃料電池汽車(chē)示范城市群獲批。此后兩年，京津冀城市群面向城市公交、包車(chē)客運、普貨物資、冷鏈物資、建筑垃圾、生產(chǎn)原料、工業(yè)制品、市政環(huán)衛等9種場(chǎng)景累計推廣燃料電池汽車(chē)2509輛。

氫能產(chǎn)業(yè)區域化、規?；卣髅黠@，各地獨立發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)要素均有不足。2023年，京津冀三地共同簽訂《京津冀重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機制方案》，深入推動(dòng)“六鏈五群”區域協(xié)作，明確將氫能作為三地協(xié)同布局的六條重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈之一。

“京津冀氫能產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展現狀良好，三地在氫能技術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)布局和應用示范方面全國領(lǐng)先。”在近日舉行的第二屆北京氫能產(chǎn)業(yè)大會(huì )暨京津冀氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展對話(huà)活動(dòng)中，北京市經(jīng)濟和信息化局二級巡視員張宇航表示，京津冀三地氫能產(chǎn)業(yè)已形成明確的區域產(chǎn)業(yè)分工定位。

其中，北京聚集豐富的研發(fā)資源和應用場(chǎng)景，將打造氫能科技創(chuàng )新引領(lǐng)區，重點(diǎn)攻關(guān)核心技術(shù)，推動(dòng)交通及工業(yè)領(lǐng)域應用;天津在氫能檢測和港口物流方面具有優(yōu)勢，將打造氫能示范服務(wù)先行區，建設氫燃料電池車(chē)輛測試和試驗基地;河北憑借其豐富的可再生能源資源，具備大規模綠氫制取的潛力，將打造氫能產(chǎn)業(yè)供給核心區，布局一批氫儲運、燃料電池整車(chē)及配套、氫能軌道交通技術(shù)應用及裝備制造項目，推廣綠氫應用。

專(zhuān)家點(diǎn)評

中關(guān)村氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(cháng)孫浩天：

推動(dòng)政策機制創(chuàng )新 培育特色產(chǎn)業(yè)生態(tài)

北京市是我國氫能技術(shù)研發(fā)和示范應用的策源地，氫能領(lǐng)域一流高校、科研院所、央企研發(fā)機構云集、研發(fā)實(shí)力雄厚，整體技術(shù)水平與產(chǎn)業(yè)化能力國內優(yōu)勢地位明顯。

中關(guān)村氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng )新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(cháng)孫浩天表示，依托技術(shù)創(chuàng )新成果，北京市自2008年北京奧運會(huì )開(kāi)始，圍繞重大活動(dòng)、重點(diǎn)項目持續推動(dòng)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)示范應用，場(chǎng)景覆蓋和示范規模全國領(lǐng)先。

孫浩天分析，我們也要充分認識到，氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展早期階段，面臨全產(chǎn)業(yè)鏈成本較高、應用場(chǎng)景布局不足、政策體系仍待完善、區域協(xié)同力度有限等問(wèn)題和挑戰。

孫浩天建議，面向未來(lái)，北京氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要進(jìn)一步推動(dòng)政策機制創(chuàng )新，探索氫氣作為能源產(chǎn)品管理的機制和要求，試點(diǎn)突破對于分布式制氫、制加氫一體站等氫能供應、應用項目的準入瓶頸;鼓勵各重點(diǎn)承載區加強溝通合作，加快培育特色產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

超級鏈氫能利用形式多，既可以通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能，又可以作為能源材料用于燃料電池發(fā)電。

氫氣的能量密度極高，每公斤氫可以釋放出約33.3千瓦時(shí)的能量，遠高于傳統汽油和柴油，因而成為航天領(lǐng)域的重要燃料。在交通領(lǐng)域，氫燃料電池汽車(chē)通過(guò)氫和氧的化學(xué)反應釋放電能，進(jìn)而驅動(dòng)汽車(chē)行駛，另外氫能在飛機、船舶上也有著(zhù)廣闊的應用前景。

與傳統燃氣、石油等化石能源相比，氫能更大的環(huán)保優(yōu)勢是具有零碳排放屬性，氫氣燃燒和氫燃料電池電化學(xué)反應的排放物基本是水，是最環(huán)保的能源。盡管氫氣在自然界中不以游離態(tài)的形式存在，但是可以利用現有能源，如可再生能源、核能、生物能等通過(guò)水電解過(guò)程或者碳氫化合物重整制得，在很大程度上降低對化石能源的依賴(lài)。