9月12日，央視財經(jīng)頻道《經(jīng)濟半小時》欄目以《“氫”啟綠色未來》為題，報道了全球首例120萬噸氫冶金等示范項目。

氫是宇宙中分布最廣泛的物質，它構成了宇宙質量的75%。氫氣的熱值是汽油的3倍，焦炭的4.5倍。因為具有來源多樣、清潔低碳、靈活高效的優(yōu)點，氫能被譽為“終極能源”。隨著新一輪科技革命和能源產業(yè)變革的加速演進，氫能成為全球最具競爭力的能源之一。目前，我國的制氫量位于全球第一，在氫能的利用方面有哪些新進展呢？

焦爐煤氣就地取材來制氫

“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)的減碳任務格外艱巨。焦爐煤氣是鋼鐵冶煉過程中產生的副產品之一，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)采用焦爐煤氣“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程燃料，生產出了高品質的直接還原鐵（DRI）。直接還原鐵是冶煉優(yōu)質鋼、特殊鋼的純凈原料，在冶金中發(fā)揮著至關重要的作用。

2022年底，經(jīng)過安全、順利、連續(xù)生產，這家企業(yè)產品高純直接還原鐵金屬化率已穩(wěn)定在94%以上，各項指標達到國際一類標準，標志著全球首例120萬噸氫冶金工程示范項目一期工程圓滿成功，成為中國鋼鐵生產由傳統(tǒng)“碳冶金”向新型“氫冶金”轉變的一個重要里程碑。

“氫冶金”變?yōu)楝F(xiàn)實的過程，需要設備、材料、工藝等整個產業(yè)鏈都進行顛覆性的創(chuàng)新。首先他們需要高品質球團礦。球團礦是氫冶金的主要含鐵原料。從2019年年底開始，項目籌備組負責人李洋便開始四處尋找合適的原材料。

不僅如此，李洋他們還要與高校、科研院所一道對找到的原材料進行實驗分析，用了一年多的時間，對找到的四十多種原材、八十多種方案配比進行反復實驗驗證。

如今，這座全球首例以焦爐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。眼下，他們正在努力生產更具經(jīng)濟性、市場競爭力的二代球團。

風起于青萍之末，綠色低碳已經(jīng)成為世界鋼鐵行業(yè)發(fā)展的風向標，中國的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)在這條新賽道上開啟狂奔。河鋼集團副總經(jīng)理 李毅仁 ：我們沒有停步，未來我們要形成一個基于氫冶金的綠色鋼鐵產業(yè)鏈。

當“綠電”邂逅“綠氫”

新型電力系統(tǒng)正構建綠色新動力

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“綠電”與“綠氫”的邂逅轉化，正在悄悄推開氫能源在電力系統(tǒng)應用的大門。

2023年3月，小虎島上一座電氫智慧能源站投入運行，這是我國首次實現(xiàn)固態(tài)氫能并網(wǎng)發(fā)電。能源站利用光伏發(fā)電，驅動電解水裝置制取“綠氫”，采用固態(tài)儲氫裝置儲氫，再通過升高固態(tài)儲氫裝置溫度釋放氫氣。產生的氫氣可供燃料電池發(fā)電，支撐電網(wǎng)調峰，解決電力系統(tǒng)靈活性調節(jié)資源不足的問題。

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

中國工程院院士 南方電網(wǎng)公司首席科學家 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節(jié)能力和調節(jié)手段，那么氫能就是一個非常好的選擇。

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

小虎島上的電氫智慧能源站可以說是“綠電”消納的一個新實踐，為了將“綠電”制氫效率從原來的50%-60%提高至70%-90%，技術人員正在嘗試采用固體氧化物來電解制氫的新技術路線。

據(jù)國際氫能源委員會報告預測，2050年氫在終端能源體系占比將達到18%，產值達2.5萬億美元；中國工程院研究報告預測，到2060年我國的氫氣供應量將超過1.3億噸，氫能占終端能源消費比重將達到20%，其中“綠氫”占比將超過80%。

隨著氫能產業(yè)政策紅利、市場紅利和技術紅利的不斷釋放，低碳氫能時代正在向我們走來。