氢能疾行——全球首款200吨级氢能重载矿用卡车面市

2020-01-09 12:39 来源:企业家日报网

2019年12月20日,中国重汽博物馆前,群贤毕至。来济南参加2019国际工程科技发展战略高端论坛的中国工程院院士和专家们,围着一个庞然大物品头论足。这个庞然大物就是全球首款200吨级氢能重载矿用卡车。

在济南,氢气不仅能驱动K115路公交车在经十路上行驶,还能驱动这个足有两层楼高的庞然大物在矿山上前进,实现矿山装备的绿色发展和零排放。这种至轻无比、来源于水的能源,正在山东快速产业化,也孕育着无限的市场机会……

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氢能矿用卡车轮胎 顶两个成年人高

说这种“氢能重载矿用卡车”是庞然大物一点也不过分。整车参数显示,它身长11.7米、宽6.9米、高6.5米,矗立在人们面前,就像一栋小洋楼,仅轮胎高度就顶两个成年人,整车重量达102吨。

大块头自然有大力量,满载质量可达283吨。这背后有巨大的驱动力,电动轮参数显示,额定功率562千瓦,额定电压800伏;燃料电池系统参数显示,功率340千瓦,输出电压为280伏-420伏;动力电池参数为:容量302千瓦时,额定电压599.4伏。

这是全球首款200吨级氢能重载矿用卡车,2019年11月在潍柴集团下线,完成功能调试后即将开赴矿区试运行。“这款车的问世,有助于推动氢燃料电池向大功率发展。”参观的一名中国工程院院士说。

一提到氢气,很多人首先会想到孩子喜欢玩的氢气球,的确轻于鸿毛,但却可以驱动如此大块头。关于氢能源的利用,正逐渐从理论变成现实,来到百姓身边,最典型的便是正在经十路上行驶的K115路公交车。

2019年11月24日,随着首批10辆氢能源燃料电池公交车投入K115路线运营,济南市氢能源公交车示范线正式开通运行,这些车辆为10.5米车型,氢堆功率46千瓦,氢气瓶容量为6×140升,加注一次氢气能运行350公里以上。

据测算,首批10辆氢能源公交车运行后,按照每辆车每年运行3万公里计算,预计每年能替代燃油78.5吨,减少碳排放284.5吨,因为它产生的废弃物是生命之源——水。此前,济南人关于氢能听说最多的还是2017年中国重汽的国内首台氢动力码头牵引车成功下线。

从码头封闭空间的试运营,到公交车开放空间的试运营,再到复杂条件下的矿山试运营,人们看到的是济南乃至整个山东在氢能领域的迅猛发展。

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山东氢气年产能达260万吨

一个个标志性事件背后是近年来、尤其是2019年,济南在氢能产业领域的频频推动。2019年1月,山东氢能源与燃料电池产业联盟在济南成立,国内外著名的企事业单位研究机构、高等院校等68家成员单位加入 联盟;9月,氢能与低碳技术应用研究院(济南)成立。

除了智力上的支持,还有行动上的努力。在济南,以山东重工、中国重汽等为代表的重点企业,成功研发一系列具有自主知识产权的氢能产业发展关键装备;赛克赛斯、氢蓝时代等一批高质量氢能产业项目总投资超过120亿元……

山东其他地市和企业也动作频频。据山东省工信厅副厅长靖士宽透露,以东岳集团为代表的氢燃料电池等相关研发企业正集中突破氢燃料电池关键核心技术,推进氢燃料电池汽车示范应用;山东国惠为代表的国有资本投资公司,则为氢能源发展提供资本保障。

“氢能产业被誉为没有天花板的产业,是我国能源转型的重要方向,也是实现交通运输、工业建筑等领域深度脱碳的最佳选择。”靖士宽说,山东作为化工大省,具有丰富的氢气资源。据统计,每年可从工业尾气中回收氢气约96.2万吨,可供11.5万辆公交车行驶一年。

另据参与编制《山东省氢能源产业中长期发展规划(2019-2035)》的中国工程院院士钟志华介绍,经过前期调研发现,山东省内氢气资源分布具有区域性差异,东营、淄博、泰安、潍坊等地化工行业发达,制氢能力突出。
从成本角度看,山东化工副产氢最具优势,主要来源包括氯碱工业、钢铁行业等;目前多数副产氢被用作化工原料,闲置可用氢量以潍坊、德州、济宁等地居多。据不完全统计,山东氢气产能可达264.2万吨/年,其中化工行业副产氢产能约82万吨,闲置氢气产能达7.1万吨。

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电解水制氢成本最高 需降低电耗

在钟志华看来,山东具备发展氢能和氢能汽车产业基础优势,比如初步建立了较为完整的产业链条,覆盖制氢、储氢、运氢、加氢、装备、氢燃料电池关键材料、氢燃料电池汽车及配套产业领域,全产业链重点企业(研究机构)达50余家。

目前,山东提出通过10-15年的努力,实现氢能源产业在省域内从小到大、从弱到强的突破性发展,全力建设“中国氢谷”(济南)“东方氢岛”(青岛),打造“山东氢能”品牌,把山东建设成为国内领先、世界知名的氢能源产业高地。

工信部原部长、中国工业经济联合会会长李毅中提醒,要以环保、经济、安全高效的方式来实现氢能供给,制氢的选择要保证安全性、能效性,“灰氢不可取,蓝氢可以用,废氢可回收,绿氢是方向”。

据介绍,氢气是二次能源,自然界没有氢源,必须二次制备。煤、天然气、石油等化工能源制氢,1公斤氢要伴生5.5-11公斤的二氧化碳,这是“灰氢”不足取;利用工业副产氢回收提纯被称为“蓝氢”,可以用,但要尽快科研攻关。

电解水制氢,洁净“绿氢”是方向,但耗电过高,如果用风电、水电等清洁能源去电解水,尚还可以;如果用火电去电解水,就没有意义。目前,制造每公斤氢气的成本分别为:煤10元,天然气、石油、重油、甲醇17元,副产氢回收21元,电解水30元。

另外,氢燃料电池乘用车每百公里耗氢1公斤,制备1公斤氢耗电约56千瓦时;而电动乘用车百公里耗电15-20千瓦时。要想使氢能源推广开来,业界应大力改进设备降低氢耗;同时降低 制氢电耗,降低成本。

李毅中希望业界关注氢源。首先,寻求环保、经济、可靠的氢气制备路径;其次,核能制氢、太阳能制氢、生物制氢等尚在研发之中,期望能加快攻关;最后,落实氢源,氢能应用产业链才能成为有源之水、有本之木。(刘彪)

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济南创新利用能源史

回望济南8000年人类活动史、2600多年建城史,从薪柴时代到煤炭时代,从石油时代到新能源时代,城市的繁荣发展总是与能源创新利用息息相关。

早在4000多年前的龙山文化时代,济南对薪柴能源的应用就达到了炉火纯青地步:通过精准控制松枝、柴炭等柴火的燃烧温度,烧制出的龙山黑陶,“薄如纸,硬如瓷,声如磬,亮如漆,明如镜”,至今仍让人叹为观止,世界考古学界一致公认这是“四千年前地球文明最精致之制作”。

在2000多年前的汉代,济南的工匠们就知道利用煤炭进行冶铁,创新使用渗碳法制造的宝剑是当时“国家级的名产品”,成为皇帝赐予重臣的特殊礼物。

1000多年前的宋代,随着煤炭进一步开采和大规模应用,济南铸造业达到前所未有的高度:莱芜冶所制造的北宋铁塔,重达5万公斤以上;泰山岱庙宋天贶殿前的国家一级文物——宋代大铁帑、山东蒙阴钟山寺重达1.5吨的宋代古钟,也是莱芜铸造,这都充分显示济南当时在煤炭开采应用上已十分发达。

责任编辑:张璐

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