经济导报记者 戚晨 韩祖亦

　　作为一种来源丰富、绿色低碳的二次能源，氢能正逐步成为全球能源转型的重要载体之一。国家能源局近日表示，2022年将加快推进能源科技创新，重点推动氢能领域技术攻关。

　　目前，山东氢能产业发展状况如何？氢能源能否成为产业发展的新势力？

　　探路氢能，山东省联合科技部启动实施“氢进万家”科技示范工程，氢能产业链上的各个企业摩拳擦掌，通过前期研发和技术攻关，抢占氢能新机遇。

　　氢燃料电池抢占先机

　　随着全国碳市场建设进入最后冲刺阶段，各类投资“风口”不断涌现。从目前业内的反馈情况看，锂电面临着资源约束的“痛点”，氢能作为新兴战略性清洁能源，成为工业体系、能源结构转型过程中必不可少的一环。而随着“以奖代补”政策及各地氢能、燃料电池示范推广项目的落地，氢能产业化进程正加速推进，这条“新赛道”充满机遇。

　　1月11日下午，在位于济南高新区的山东大学科技产业园，经济导报记者见到山东华天科技集团股份有限公司（下称“华天公司”）总工程师迟恩先时，其正与公司研发人员商讨着下一步的氢能项目推进计划。

　　早已敏锐嗅到氢燃料电池领域蕴藏机遇的华天公司，目前已与潍柴动力及国家燃料电池创新中心合作，设计开发了氢能热电联供系统，并为氢燃料电池热电联产项目定制逆变器及控制系统，助推该项目落地。“这是一种新型的基于氢燃料电池进行开发的零排放热电联供电站系统，可大规模应用于储能侧，作为循环发电电源和调峰电源，并为用户提供热水或暖气贡献，具有清洁、高效、无污染等优点。”迟恩先对经济导报记者表示。

　　在他看来，尽管锂电池及储能技术高速发展，但电池储能的弊端也在显现，电池安全性、锂电池汽车舒适性、充电便捷性与续航里程、废旧电池污染、原材料枯竭等一系列问题，均制约了其未来发展。“而氢燃料电池可以很好地弥补上述问题——燃料添加方便快捷，续航里程不受限制，无热失控风险，储存成本低等。拥有一辆氢燃料电池汽车，尤其是应用于长途运输业，既可享受如锂电池汽车一般的超强动力、零碳排放，又可像燃油车一样方便快捷地添加燃料。与传统汽车相比，氢燃料电池车能量转化效率高达60%至80%，为内燃机的2至3倍。同时，其能量回收系统也节约了能源，降低了刹车片磨损，提高了行车安全。”

　　氢能来源广泛、清洁灵活、应用场景丰富，在能源系统中具有独特优势，氢燃料电池的创新和研发成为鲁企聚焦的热点。“今天交付的这款氢燃料重型牵引车是专门为港口设计的。它的氢耗非常低，百公里不超过10公斤，而且完全实现了零排放，为建设绿色港口和氢能港口贡献力量。”国家燃料电池技术创新中心主任徐子春介绍，1月8日，山东重工集团向山东港口集团交付首批中国重汽氢燃料重型牵引车，配套了潍柴大功率氢燃料电池系统。

国家燃料电池技术创新中心燃料电池热电联供系统

　　据了解，国家燃料电池技术创新中心是我国燃料电池领域唯一的国家级技术创新中心。徐子春表示，“我国氢气来源广泛但氢储运方式少、氢能动力及供能集成度不高、验证场景偏少，通过开展氢气纯化、电解水制氢等关键技术研发，及氢能车辆、机电装备、综合供能在高速、港口和工业园区等多场景的应用研究，将掌握并验证一批自主关键核心技术与系统产品。”

　　解决瓶颈问题

　　迟恩先坦言，虽然氢能是替代化石能源，实现碳达峰、碳中和的有效途径，但氢能利用需要一条完整的产业链，包括氢气制取、储运、供应、终端应用等诸多环节，而国内目前的产业化水平还比较低，离子交换膜等关键技术与国际先进水平还有较大差距。“这就需要国家出台一系列针对性强的产业政策，推动产业发展。而相关企业也应加大研发力度，突破‘卡脖子’的关键核心技术。”而这，也正是将自身定位于电源企业的华天公司当前的努力方向。

　　“氢能发电的核心技术是氢燃料电池（堆）。目前的氢燃料电池与内燃机相比，功率响应速度较慢，无法直接完成电能储存。因此，氢燃料电池在应用时，需要配置一定比例的锂电池或超级电容，以实现发电用电平衡及动能回收。”迟恩先对经济导报记者透露，华天公司目前正围绕氢能变换，进行相关电源产品研发，以解决氢能使用中的具体工程问题，保证氢能安全、高效的利用。“在水电解制氢方面，公司设计开发了软开关技术直流电解电源、光伏电解氢电源等产品；在车载氢燃料电池电能变换器方面，公司设计开发了基于第三代电力电子器件相关设备，可有效降低损耗，提高产品的功率密度和可靠性，现正与国内研究氢燃料电池汽车的厂家洽谈下一步合作事宜。”

　　在氢能这条赛道上关键核心技术的突破和自主可控，无疑是重中之重。质子交换膜是氢燃料电池最核心部件之一，作为国家燃料电池技术创新中心共建单位的山东东岳集团，16年来投入10多亿元技术攻关，成功自主研发质子交换膜，仅今年一季度订单量就超过之前三年的总和。

　　国家燃料电池技术创新中心徐子春介绍，他们在研发时遵循“模型-设计-验证”科学方法与“场景-匹配-应用”工程技术开发流程，聚焦氢能动力装备、多能互补、氢气“制、储、输、注”与氢安全等氢能产业链关键共性技术突破，以氢能高速、港口和园区三大场景需求为切入点，开展多场景适应的氢能动力，助推规模化应用。

　　据了解，国家燃料电池技术创新中心建立了以潍柴动力为核心，企业、高校、科研院所联合攻关的创新协同体，加快产业链技术瓶颈突破和产业化落地，成功开发了15kW至200kW系列化氢燃料电池系统。其中200kW氢燃料电池系统在2021年10月参加了国家“十三五”科技创新成就展。

　　在技术和应用场景之外，另外一个阻碍落地的最大问题就是成本。“当氢气价格达到每公斤35元时，就和使用柴油的成本持平。目前氢能用得少，所以价格高；因为价格高，所以用得少，这个症结一定要解开。”徐子春表示，如何降低氢能使用成本是目前“氢进万家”示范工程的重点研究方向。现在正在进行制氢加氢一体站、管道供氢加氢站等探索，下一步要优化产业链，降低制造成本，为大规模应用奠定基础。

　　顶层整合全产业链

　　氢能应用需要全产业链的协同配套，作为氢能大省，山东省的工业副产氢资源丰富，在解决制取、运输、加氢等瓶颈上，山东也逐步摸索出一套经验，形成从研发到成品的全产业链整合。

　　“目前山东已建成加氢站22座，推广燃料电池车辆848辆，开通燃料电池公交专线30余条，研制了国内第一辆燃料电池智能雪蜡车；出台29项氢能产业专项政策，编制发布2项氢能产业国家标准、9项地方标准、2项团体标准。”近日，山东省科技厅高新技术发展及产业化处副处长韩绍华说。

　　2021年4月16日，山东省政府与科技部签署了《共同组织实施“氢进万家”科技示范工程的框架协议》，联合启动实施“氢进万家”科技示范工程。山东省在济南、青岛、淄博、潍坊4市，开展氢能生产和利用技术的多场景示范应用，打造“一条氢能高速、二个氢能港口、三个科普基地、四个氢能园区、五个氢能社区”，开创山东“氢能社会”示范样板。

青岛港氢能轨道吊

　　“山东港口早在2019年就开始了氢能技术的集成研究与应用，当年就完成了氢能集卡在港口的应用测试。2020年，我们依托山东港口青岛港全自动化集装箱码头为依托，全球首次实现了将氢燃料电池在港口轨道吊上的应用。港口场景下，开展港口清洁能源供给体系研究，充分利用港口周边副产氢替代传统的化石能源，同步开展高效安全的港口氢能补给系统，港口氢能机电装备和港口氢能动力系统的研究开发及应用示范，主要是用3-4年时间完成3座港口加氢站、1座氢能综合供能系统、10台氢能轨道吊以及600辆氢能车辆的推广示范，行驶里程要突破1600万公里，二氧化碳减排量超过16000吨，打造贯通运氢、储氢、加氢和用氢的应用端全链条，覆盖港口固定式装卸机械设备、流动式装卸运载设备和水平运输车辆全场景示范应用的氢能港口中国样板。”1月11日，山东港口青岛新前湾集装箱码头公司副总经理张峰在接受经济导报记者采访时介绍，港口作为基础性、枢纽性设施，是公路、铁路、管路、水路等多种交通运输方式的集聚中心，瞄准国际领先的智慧绿色港口目标，聚焦国际前沿的管理模式和先进技术，建设氢能港口，将真正探路绿色智慧物流建设。

　　近年来，山东省委、省政府高度重视氢能产业发展，明确提出要加强顶层设计，加快形成产业化能力，打造山东氢能品牌，建设国家氢能及燃料电池示范区，为新时代现代化强省建设提供有力支撑。目前山东省已通过示范工程着力打造了4个全国第一：潍柴燃料电池产业园利用试验发电并网为园区供能，打造全国第一座氢能低碳园区示范样板；青岛港率先试点氢能轨道吊、氢能集卡，打造全国第一座“氢+5G”智慧绿色港口模式；济青高速淄博服务区加氢站建成投运，打通全国第一条氢能高速，打造车站联动“山东模式”；泰山钢铁建成全国第一座钢铁行业副产氢纯化管道供氢加氢母站，打造加氢站建设运营“前站后厂”新模式。

　　“氢进万家”的大幕刚刚拉开，在氢能源的新赛道上，山东企业大有可为。

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