9月12日，央視財(cái)經(jīng)頻道《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》欄目以《“氫”啟綠色未來(lái)》為題，報(bào)道了全球首例120萬(wàn)噸氫冶金等示范項(xiàng)目。

氫是宇宙中分布最廣泛的物質(zhì)，它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%。氫氣的熱值是汽油的3倍，焦炭的4.5倍。因?yàn)榫哂衼?lái)源多樣、清潔低碳、靈活高效的優(yōu)點(diǎn)，氫能被譽(yù)為“終極能源”。隨著新一輪科技革命和能源產(chǎn)業(yè)變革的加速演進(jìn)，氫能成為全球最具競(jìng)爭(zhēng)力的能源之一。目前，我國(guó)的制氫量位于全球第一，在氫能的利用方面有哪些新進(jìn)展呢？

焦?fàn)t煤氣就地取材來(lái)制氫

“氫冶金”正取代“碳冶金”

鋼鐵被稱為“工業(yè)糧食”，然而，作為制造業(yè)的排碳“大戶”，鋼鐵行業(yè)的減碳任務(wù)格外艱巨。焦?fàn)t煤氣是鋼鐵冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品之一，里面含有55%至65%的氫氣元素，是鋼鐵企業(yè)可以就地取材、直接利用的氫能源。

河北張家口一家鋼鐵企業(yè)采用焦?fàn)t煤氣“自重整”方式制氫，用獲得的氫氣取代“碳”作為鐵礦石的還原劑和過(guò)程燃料，生產(chǎn)出了高品質(zhì)的直接還原鐵（DRI）。直接還原鐵是冶煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊鋼的純凈原料，在冶金中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2022年底，經(jīng)過(guò)安全、順利、連續(xù)生產(chǎn)，這家企業(yè)產(chǎn)品高純直接還原鐵金屬化率已穩(wěn)定在94%以上，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際一類標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著全球首例120萬(wàn)噸氫冶金工程示范項(xiàng)目一期工程圓滿成功，成為中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要里程碑。

“氫冶金”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過(guò)程，需要設(shè)備、材料、工藝等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈都進(jìn)行顛覆性的創(chuàng)新。首先他們需要高品質(zhì)球團(tuán)礦。球團(tuán)礦是氫冶金的主要含鐵原料。從2019年年底開(kāi)始，項(xiàng)目籌備組負(fù)責(zé)人李洋便開(kāi)始四處尋找合適的原材料。

不僅如此，李洋他們還要與高校、科研院所一道對(duì)找到的原材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，用了一年多的時(shí)間，對(duì)找到的四十多種原材、八十多種方案配比進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

如今，這座全球首例以焦?fàn)t煤氣為還原氣體的直接還原工廠，已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。眼下，他們正在努力生產(chǎn)更具經(jīng)濟(jì)性、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的二代球團(tuán)。

風(fēng)起于青萍之末，綠色低碳已經(jīng)成為世界鋼鐵行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，中國(guó)的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在這條新賽道上開(kāi)啟狂奔。河鋼集團(tuán)副總經(jīng)理 李毅仁 ：我們沒(méi)有停步，未來(lái)我們要形成一個(gè)基于氫冶金的綠色鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈。

當(dāng)“綠電”邂逅“綠氫”

新型電力系統(tǒng)正構(gòu)建綠色新動(dòng)力

電力行業(yè)同樣是碳排放的大戶，但眼下，也成為了綠色低碳的探路先行軍。

廣州南沙的小虎島上，一場(chǎng)“綠電”與“綠氫”的邂逅轉(zhuǎn)化，正在悄悄推開(kāi)氫能源在電力系統(tǒng)應(yīng)用的大門。

2023年3月，小虎島上一座電氫智慧能源站投入運(yùn)行，這是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)固態(tài)氫能并網(wǎng)發(fā)電。能源站利用光伏發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電解水裝置制取“綠氫”，采用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置儲(chǔ)氫，再通過(guò)升高固態(tài)儲(chǔ)氫裝置溫度釋放氫氣。產(chǎn)生的氫氣可供燃料電池發(fā)電，支撐電網(wǎng)調(diào)峰，解決電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源不足的問(wèn)題。

從電解水制氫，到固態(tài)氫儲(chǔ)存，再到加氫、燃料電池發(fā)電、余電并網(wǎng)。這個(gè)小小的電氫智慧能源站幾乎涵蓋了氫能在電網(wǎng)應(yīng)用的所有場(chǎng)景。

中國(guó)工程院院士 南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家 饒宏：我們新型電力系統(tǒng)要大力發(fā)展新能源。更多的新能源接入電網(wǎng)，我們需要有更加靈活的調(diào)節(jié)能力和調(diào)節(jié)手段，那么氫能就是一個(gè)非常好的選擇。

南方電網(wǎng)廣東廣州供電局氫能中心技術(shù)專家 盧彥杉：我們站現(xiàn)在可以存儲(chǔ)大概90公斤的氫氣，固態(tài)儲(chǔ)氫相比于高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫，安全性能很好，而且適合一個(gè)跨季節(jié)、長(zhǎng)周期的存儲(chǔ)。

小虎島上的電氫智慧能源站可以說(shuō)是“綠電”消納的一個(gè)新實(shí)踐，為了將“綠電”制氫效率從原來(lái)的50%-60%提高至70%-90%，技術(shù)人員正在嘗試采用固體氧化物來(lái)電解制氫的新技術(shù)路線。

據(jù)國(guó)際氫能源委員會(huì)報(bào)告預(yù)測(cè)，2050年氫在終端能源體系占比將達(dá)到18%，產(chǎn)值達(dá)2.5萬(wàn)億美元；中國(guó)工程院研究報(bào)告預(yù)測(cè)，到2060年我國(guó)的氫氣供應(yīng)量將超過(guò)1.3億噸，氫能占終端能源消費(fèi)比重將達(dá)到20%，其中“綠氫”占比將超過(guò)80%。

隨著氫能產(chǎn)業(yè)政策紅利、市場(chǎng)紅利和技術(shù)紅利的不斷釋放，低碳?xì)淠軙r(shí)代正在向我們走來(lái)。