助力氢能全产业发展 山东何以领跑?

发布日期:2025-01-18· 中国汽车报网 记者:姚会法 编辑:李沛洋
记者:姚会法 编辑:李沛洋

氢能作为清洁能源,在实现“双碳”目标和能源转型中扮演着关键角色。目前,欧盟以及其他近30个国家都将氢能纳入清洁能源计划,中国也不例外。为了抢抓氢能产业发展的重大机遇期,应对国际氢能技术竞争,推动氢能创新链与产业链融合发展,早在2021年,科技部就与山东省政府签署“氢进万家”科技示范工程框架协议,由此,山东成为国家氢能战略的先行者和探路者。如今时间过半,“氢进万家”项目进展如何?国家燃料电池技术创新中心干的如何?山东氢能产业又取得了怎样的发展?

打造山东“氢能社会”示范样板

氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源,是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,也是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。氢能逐步成为全球能源技术革命和产业发展的重要方向,也是未来能源绿色转型发展的重要载体。

山东是化工大省,化工产业经济总量连续32年居全国首位,副产氢资源丰富,品质较好、价格低,具备大规模纯化就近应用的优势,发展氢能产业具有得天独厚的资源禀赋。同时,山东省光伏发电装机规模全国第一、风电装机规模全国第四、在运在建核电装机570万千瓦,同时具备可再生能源制氢的巨大潜力。

同时山东发展氢能产业具备强大的科技创新优势。潍柴动力作为山东省氢能产业链主企业,同时牵头建设国家燃料电池技术创新中心,搭建产学研用一体创新平台。中心联合省内外产业链上重点企业及高校和科研院所,组织实施“氢进万家”科技示范工程,在燃料电池关键材料与核心部件制备、系统集成及智能化控制、新一代高能效制储运氢与新型质子交换膜燃料电池体系等关键技术方面取得重要进展。

此外,山东发展氢能产业具有坚实的装备制造基础。山东省氢能产业基本覆盖氢气制取、储运、燃料电池关键材料、燃料电池汽车及配套产业领域,产业链企业与研发机构超过270余家。

“氢进万家”科技示范工程启动后,山东省充分发挥基础设施和氢资源优势,积极推动氢能领域创新链与产业链的融合发展,推动氢能在交通运输、工业和家庭用能等终端领域的应用,努力打造山东“氢能社会”示范样板。

国际第一台氢燃料电池雪蜡车,全国第一座高速公路加氢站,全国首个港口加氢站……经过三年多的建设,山东“氢进万家”科技示范工程各项任务取得了明显进展。

“示范工程启动后,我们针对燃料电池全产业链技术难点,面向行业设立开放基金课题,聚焦行业优势资源,围绕燃料电池共性关键技术、应用开发技术及测试评价技术等开展研究,掌握了引领燃料电池未来发展的核心技术。”国家燃料电池技术创新中心相关负责人表示,“比如在技术研发方面打通了催化剂、膜电极、双极板、电堆、发动机、动力系统、整车全技术链,开发了功率覆盖30-300kW燃料电池产品,满足了多场景应用需求,在重卡、客车、矿卡、港口牵引、船舶、热电联供等领域实现批量示范应用。”

成为全国氢能产业链最完整的省份之一

记者了解到,“氢进万家”科技示范工程围绕移动场景、固定场景和智慧管控三个方面分三期展开。目前,整个示范工程已全面落地实施。其中,在移动场景中,“氢进万家”一期项目负责人表示,整个项目已在制氢、储氢、输氢、加氢、用氢各方面取得了很好的突破。

据介绍,山东省以“氢进万家”科技示范工程为抓手,聚焦模块化氢能动力系统、集成化供能系统开发,突破氢能动力系统集成开发、氢能高速公路供能系统开发集成、港口氢能供给应用集成开发、模块化电解水制氢装置集成开发等关键技术,实现氢能高速、零碳氢能服务区、氢能港口、低碳氢能工业园区、大规模氢能车辆及配套基础设施等高可靠性、高耐久性、高经济性应用示范。

在氢能动力系统成套关键技术与装备开发应用方面,山东省在燃料电池系列发动机、动力电池、储氢系统35MPa/70MPa、热管理系统等关键零部件上取得突破性进展,氢能动力系统性能领先。其中,公交车氢耗4.45kg/百公里,49吨重卡运营氢耗8.81kg/百公里,80kW燃料电池发动机行业首次配套港牵车,实际运行氢耗仅8.51kg/百公里,单车首次故障里程突破18000公里。突破新型氢—电混合动力系统集成控制关键技术,该成果获中国交通运输行业技术发明特等奖。

在氢能高速及零碳服务区关键技术集成与示范方面,形成氢能高速和零碳服务区新标杆,在济青高速高密北服务区,建成融合可再生能源发电-余电现场制氢-氢燃料电池热电联供高速服务区用能新模式,实现服务区用能与制氢深度耦合匹配,突破高速服务区零碳运行技术,创立氢能零碳服务区智慧功能新模式。在济青高速公路沿线建成5个加氢站,可支持氢能车辆在高速上常态化加氢与运行,率先打通国内首条氢能高速。

在氢能港口关键技术集成与示范方面,山东省构建起氢源供给体系,建成全国第一座全资质港口加氢站,实现港口56辆氢能车辆应用示范。全球首创氢电耦合直流微网轨道吊,实现12小时不间断运行,形成港口固定式大型机械装备多能源互补,独立供能新模式,为“中国氢港”建设注入新动能。

在氢能车辆推广与规模化运营模式方面,山东做了大量探索。基于示范运行数据,建立的燃料电池商用车典型应用场景下规模化运行经济型模型填补了我国“车-站-路-港”一体化运行商业模式空白。截至2024年底,累计推广氢燃料电池公交、客车、重型牵引、轻卡物流超过2041辆。

山东国创燃料电池技术创新中心有限公司相关负责人表示,“氢进万家”示范工程启动以来,淄博、潍坊、滨州等地区已初步实现高品质、低成本、稳定可持续的氢源本地化就近供应;华电潍坊开展了非化工园区制氢试点,打造了国内首个火电厂灵活改造示范样板;并且“氢进万家” 对标国际标准开展碳足迹评价,取得了氯碱行业首个“清洁氢”认证。

据介绍,国家发改委在2024年7月发布的《天然气利用管理办法》提出了鼓励开展终端天然气掺氢示范项目等高精尖天然气安全高效利用新业态,山东率先开展了更进一步探索。国内首条按照城镇天然气标准设计建设的城镇燃气输氢管道已获得行业主管部门的审批,将于近期开工建设。

助力山东氢能产业实现加速度

近年来,潍柴动力依托国家燃料电池技术创新中心这一创新平台牢牢掌握氢燃料电池核心技术,以“氢进万家”科技示范工程为舞台,担当起行业“链主”角色,服务氢能行业,推动产业链的完善和发展,引领中国氢燃料电池产业大步向前。

特别是“氢进万家”科技示范工程实施以来,潍柴动力不断加快推进燃料电池汽车业务的产业化。其中在氢能重卡领域,潍柴配套的49吨氢燃料电池重卡在淄博到青岛港线路,已得到成熟运营;配装潍柴160kW氢燃料电池系统的中国重汽黄河雪蜡车交付冬奥会,更是实现了“中国首创、世界领先、完全国产”……

未来,潍柴动力和国家燃料电池技术创新中心将进一步加快燃料电池全产业链核心技术突破和推广应用,交付更多具有市场竞争力、引领行业发展的氢燃料电池产品,为‘氢进万家’项目的完成贡献更多力量。

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