江苏扬州:好“链”凭借力 送我上“氢”云

2024年01月03日 09:02:21 | 来源:扬州日报

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  时尚前卫的造型,大抛物线的动感车身,未来感十足的雕塑外观,展现出繁忙都市人、车、城和谐统一的理念。2023年12月29日下午,在扬州中石化渡江加油综合能源站,扬州市首期氢能公交示范线开通暨加氢站启用,亚星氢燃料电池公交客车惊艳亮相,完成了在市区运营的首秀。

  氢能,被誉为21世纪的终极能源,是全球能源结构转型、发展绿色经济的重要驱动引擎。扬州启用加氢站、开通氢能公交示范线,不仅为市民提供了一条零碳排放的出行途径,更是“刷新”了扬州氢能产业链的应用场景。前不久出台的《扬州市氢能产业发展中长期规划(2023—2035年)》提出,今后两年,扬州将加大氢能应用示范推广力度,实现氢能在“风光发电+氢储能”、卡车冷链运输、大数据中心、船舶、公交、农机等领域应用。作为扬州13条新兴产业链之一,氢能产业将在扬州迎来前所未有的发展前景。

  让科幻变成现实

  一辆驶入“氢”“轻”世界的客车

  1874年,法国科幻小说家凡尔纳在小说《神秘岛》中写道:“总有一天,水可以被电解为氢和氧,并用作燃料,而构成水的氢和氧……将会成为供暖和照明的无限能源。”如今,扬州亚星客车已经让这一科幻变成现实。

  氢能利用的核心媒介是氢燃料电池,利用氢气与氧气反应产生水、电流和热量。亚星客车是扬州最早从事汽车制造和新能源汽车研制的企业。研发推出氢燃料电池客车,是亚星客车在新能源汽车市场的又一突破。

  据悉,年前亮相的亚星氢燃料电池公交整车长度10.5米,采用低入口、宽通道、长轴距的布局和顶置供氢系统,配置多项主被动专利安全技术,并首次采用全铝车身,安装残疾人踏步、风道隐藏式喷淋系统、360车辆环式安全系统和全彩屏电子路牌等,整车耐久性、经济性等关键指标行业领先。

  早在2017年2月,亚星客车发布了燃料电池产品研发三年工作规划,开始研发氢燃料电池产品。燃料电池实现在客车的商用,必须解决性能匹配、结构耦合安全以及整车轻量化、可靠性、耐久性和环境适应性提升等共性技术,以及多部件能量最优控制等难题,在充分利用潍柴动力新科技研究院科创资源的同时,亚星客车还与同济大学和江苏大学等高校产学研合作,就研发整车控制技术等展开合作。

  得益于科技研发的厚积薄发,亚星客车始终站在氢燃料电池客车发展的潮头。

  ——2018年7月,承担由潍柴动力牵头实施的国家“新能源汽车”重点专项《燃料电池发动机及商用车产业化技术与应用项目》中燃料电池城市客车整车研发及推广任务。

  ——2019年6月,首批四辆氢燃料电池客车上牌,成为青岛跨国公司领导人峰会指定会务用车。

  ——2020年8月,30辆氢燃料电池客车在潍坊上牌运营。

  据了解,截至目前,已有超过200辆亚星氢燃料电池客车上路运营,行驶里程超过550万公里,安全性、经济性、动力性、耐久性等方面均行业领先,受到用户及行业专家的好评。

  创造多项第一

  带您看看扬州氢能源产业链

  亚星氢燃料电池客车奋力开拓市场,是扬州企业攻坚突破氢能源产业链的生动缩影。据悉,这辆客气的核心部件——电堆和系统,均来自扬州本土企业——扬州氢蓝时代和江苏氢璞创能。

  经过多年项目招引建设和企业培育,扬州集聚了涵盖“上游(制氢与供应)→中游(燃料电池及核心零部件及设备生产)→下游(燃料电池等应用)”的全产业链氢能企业20余家,初步形成扬州经开区(储氢装备和氢能技术创新)、仪征市(氢气生产和制氢装备)、高邮市(氢燃料电池系统、核心零部件和检验检测)等氢能产业集聚区。

  在氢能源产业链中,扬州一批企业聚焦细分领域科技攻关久久为功,彰显出高技术、高成长的“隐形冠军”基因。

  扬州市氢能源产业发展远期目标

  到2030年,氢能相关产业总产值力争突破300亿元,氢能技术更加成熟,氢能应用的领域更加广泛,一批氢能企业快速发展,氢能装备制造产业成为高端装备发展的新动能,氢能产业集群发展成为成熟的产业生态,建成苏中地区绿氢供应中心和可再生能源绿氢制备示范基地。

  到2035年,氢能相关产业总产值力争达到800亿元,形成集氢气制、储、运、加、用于一体,部分关键技术接近或达到国际先进水平的氢能产业体系,氢能在终端能源消费中的占比明显提升,对全市能源结构绿色低碳转型和实现“双碳”目标形成强力支撑。

  氢燃料电池公交的比较优势

  亚星氢燃料电池公交,解决了新能源客车行业的诸多痛点。比如,相比纯电动客车,氢燃料电池客车无电池报废后的二次污染;一次最多加氢气30公斤可跑500公里,加氢只需8分钟,比纯电动客车续航同里程充电时长明显省时。不仅如此,亚星客车氢燃料电池还为客车重量减了负。相比而言,10.5米长纯电动公交车,储能系统重约2吨,而如果改用氢燃料电池方案,储能及氢燃料电池系统仅重约1.2吨。

  此外,亚星氢燃料电池客车还备有外接充电功能及动力电池,在特殊情况下可应急使用电动模式行驶100公里。通过应用专利热管技术系统,亚星燃料电池客车可在-30℃—45℃的环境中正常运行。

  制氢

  ——在制氢设备环节,中集中电(扬州)制氢设备有限公司生产碱性电解槽及成套制氢系统,不但获得国内市场高度认可,还远销俄罗斯、哥伦比亚、土耳其等国家。其中一款集装箱式一体化制氢站,集成电解槽、气液处理器等设备,无需土建安装,可移动,只需接入水、电即可制氢。

  ——在制氢环节,液化空气(扬州)有限公司利用甲醇蒸汽重整生产高纯氢,优士化学通过氯碱副产品制氢,主要用于下游工业用氢和氢能源使用。

  储运

  氢气运输、储存需要解决成本、安全性等方面的难题,扬州企业在这个产业链环节也实现了突破。

  ——在基础设施方面,扬州已建成加氢站(综合能源服务站)两座,日均加注量可达1000kg,可满足30余辆公交、重卡加氢需求。

  ——扬州瓶布氢云科技的新型储氢球,采用自主研发的材料、缠绕机和算法科技,独特的球形结构将储氢密度提高一倍,节省70%储罐体积和20%制造成本。瓶布氢云科技由一位海外高层次人才创办,是全球最大IV型瓶容量的纪录保持者。

  ——在2022年扬州举办的国际汽车轻量化大会上,亚普股份展示了一款车用压缩氢气塑料内胆碳纤维气瓶。该产品使用年限为15年,气瓶水容积达到72L,最大充装压力达到87.5MPa。

  电堆

  氢燃料电池系统是氢燃料汽车的动力来源。在这个产业链环节,一批扬州企业通过科技创新攻坚突破,创造了多项国际国内第一。

  ——扬州氢蓝时代研发出全球首个额定功率突破130kW的单堆系统,寿命达到15000小时以上,可在-30℃实现正常启动。此外,该公司研发的氢燃料电池系统已广泛地应用于车辆、船舶、无人机及电力系统等场景,创造多项全国第一。

  ——电堆是通过化学反应来利用氢能的发电装置,是氢燃料电池系统的“心脏”。江苏氢璞创能自主研发国内首条拥有自主知识产权电堆自动化生产线,生产出300千瓦氢燃料电池电堆,制氢功率国内最大。

  ——质子交换膜被誉为氢能产业的“芯片”,是汽车燃料电池的核心部件,其作用是隔离氢气和氧气并传递质子,是电解水制氢技术和燃料电池领域的关键原材料之一。江苏金材科技突破国外企业技术垄断,研发出质子交换膜,并与现代汽车、广东泰极动力合作研发,拟建设年产150万平方米质子膜项目。

  中国氢能产业展望报告

  预计2060年氢能产业规模将达4.6万亿元

  日前,中国石化首次发布《中国氢能产业展望报告》。报告显示,2060年我国氢能消费规模将达到近8600万吨,产业规模4.6万亿元。预计2060年,我国专门制氢的用能结构中非化石能源占比将从2022年的1%增加至93%,其中风能和太阳能制氢占比达2/3,氢源结构将发生根本性转变,氢能应用的消费结构也将发生较大变化。

  当前氢能各领域产业化的领头羊在于燃料电池汽车(FCEV),FCEV增长空间在于各地规划的推广数量。从各地规划的推广目标来看,全国范围2025年的FCEV规划量近11.6万辆,共计建设加氢站1339座,氢能产业规模共计达到1.34万亿。

  我国已成为全球第一产氢国,预计2060年氢气产量有望突破1亿吨。在2030年碳达峰愿景下,我国氢气的年需求预期达到3715万吨,在终端能源消费中占比约5%;在2060年碳中和愿景下,我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约为20%,其中绿氢约为1亿吨。

  我国氢能产业链:

  我国氢能产业已初步掌握氢能制备、储运、加氢、燃料电池和系统集成等主要技术工艺,形成了氢能“制—储—运—加—用”全产业链布局。

  发展热潮日益高涨

  扬州出台奋进氢能源时代的路线图

  随着氢能源利用的技术进步突飞猛进,氢能已成为全球未来能源发展重点。近年来,全球主要发达国家和地区高度重视氢能产业发展,将氢能产业发展上升到能源战略高度。

  氢能是国家前瞻布局重要未来产业。2022年3月,国家《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》发布,氢能被确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向。

  氢能发展热潮日益高涨,2030年有望为产业发展的拐点。氢能产业知名咨询机构势银(Trend Bank)预测:到2030年,我国有望形成万亿元级燃料电池产业市场规模。

  在即将爆发的氢能源时代,扬州如何勇立潮头、奋发有为?

  前不久,《扬州市氢能产业发展中长期规划(2023—2035年)》(以下简称《规划》)出台,明确近期目标:到2025年,初步形成较为完备的氢能产业发展生态体系,加快建成氢能装备制造基地、氢能重点场景,推动氢能逐步实现商业化应用,力争氢能产业开票销售收入8亿元,相关产业总产值达100亿元左右。

  《规划》还提出了推进氢能产业高质量发展的实施路径。

  建成一批功能配套齐全、引领带动作用强的氢能特色产业园,形成一批协同发展、特色鲜明的细分领域集群。实施一批重大产业化项目,助力骨干企业做大做强,产业基础设施进一步完善,产业生态体系初步形成。

  推动50家传统企业涉氢转型升级,培育10家左右省级以上专精特新“小巨人”及“单项冠军”企业,重点培育2—3家产业链领军企业。加大对氢能核心产业链企业和涉氢转型企业的应用示范场景支持、适配转型政策争取、关键共性技术协作,形成良好的企业协同发展生态。

  建成氢能研究、氢能源(装备)检验检测和安全运营检测等公共服务平台不少于3个,主导或参与制修订氢能领域国际、国家、行业标准10项左右,新建省级及以上重点实验室、工程研究中心、企业技术中心、工程技术研究中心等不少于5个。重点围绕高纯度燃料电池用氢、电解槽、质子交换膜、阀门、管件等领域突破关键核心技术,实现部分关键材料和核心零部件国产化替代。

  实现氢能在“风光发电+氢储能”、“端对端”氢能卡车(冷链)运输、氢能低(零)碳大数据中心、氢能船舶、氢能源旅游船线路、氢能源公交车、氢能源农机等领域应用示范,其中,各类氢动力运营船舶10艘,氢燃料电池示范运营车辆50—100辆,建成加氢站7座,为每一家在扬氢能企业或涉氢企业至少提供1个应用示范场景。

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