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 國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項2021年度擬立項項目公示，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院（以下簡稱：清華四川院）成為“十萬噸可再生能源電解水制氫合成氨示范工程”項目牽頭單位。

“十萬噸”“可再生能源電解水制氫”“合成氨”……不少朋友可能和小天一樣，剛看到這些專業(yè)名詞的時候一臉懵。莫慌！今天小天帶領(lǐng)大家走進(jìn)能源開發(fā)的一角，為大腦“輸入”新知識。





隨著“碳達(dá)峰、碳中和”工作的持續(xù)推進(jìn)，人們也越來越關(guān)注“大氣污染”“極端氣候”等全球氣候變化帶來的系列問題。人們習(xí)以為常的生活方式、消費(fèi)行為或日常事務(wù)中都很有可能存在著隱形“環(huán)境污染”。

以農(nóng)產(chǎn)業(yè)為例↓

液氨作為化肥最主要原料之一，它的關(guān)鍵合成原料就是氫氣，占到了全球氫氣總產(chǎn)量的40%以上，然而現(xiàn)階段99%以上的氫氣都來自于煤炭、天然氣等化石能源的催化重整。在這種傳統(tǒng)化工生產(chǎn)流程下制取氫氣并合成氨，會產(chǎn)生大量的二氧化碳，并對環(huán)境造成一定程度的污染，并不具備可持續(xù)性和環(huán)境友好性。

電解水制氫合成氨的技術(shù)研究及工程示范，則力圖通過新的工藝路徑制氫取代化石能源消耗，實現(xiàn)傳統(tǒng)化工領(lǐng)域的“碳減排”。



下面請大家進(jìn)入科普時間——清華四川院高級工程師羅子萱表示：“電解水制氫合成氨技術(shù)是將完全清潔的可再生電力資源轉(zhuǎn)換為原料氫氣，再與從空氣中分離出的氮?dú)庖黄鸷铣梢喊保擁椖繛槭桌齼H采用電力作為生產(chǎn)原料的合成氨項目，這不僅可以將白白流失的‘棄電’化廢為寶加以利用，還為化工生產(chǎn)提供新的氫源獲取途徑。氫是化工產(chǎn)業(yè)的‘血液’，基本上所有的化工生產(chǎn)都離不開氫氣，如果可再生能源電解水技術(shù)能進(jìn)一步推廣到其他化工或材料行業(yè)，將有效提高可再生資源利用率，大大降低一次化石能源的消耗，為‘雙碳’目標(biāo)的實現(xiàn)貢獻(xiàn)重大力量，意義非凡。”

看完基礎(chǔ)知識，伙伴們應(yīng)該對合成氨、電解水制氫已經(jīng)有了一定的了解?，F(xiàn)在再將“十萬噸”、“可再生能源電解水制氫”、“合成氨”這些專業(yè)名詞連接起來，又會“擦”出什么樣的實力火花呢？



清華四川院將與三峽集團(tuán)、四川大學(xué)、四川省能投集團(tuán)等多家聯(lián)合單位共同開展“十萬噸級可再生能源電解水制氫合成氨示范工程”。“由于可再生能源系統(tǒng)存在快速瞬時變化與間歇波動特性，而化工生產(chǎn)又需要連續(xù)穩(wěn)定，兩者在技術(shù)上存在難以耦合的情況。所以，我們的研究重點(diǎn)也將關(guān)注突破可再生能源制取氫氣合成氨系統(tǒng)的全流程優(yōu)化規(guī)劃與系統(tǒng)設(shè)計、運(yùn)行控制策略、安全防護(hù)體系建設(shè)、系統(tǒng)接入與商業(yè)運(yùn)營等共性關(guān)鍵技術(shù)難題，提出創(chuàng)新的工程規(guī)范與相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以支撐示范工程順利建設(shè)落地，并能將該技術(shù)和工程經(jīng)驗復(fù)制推廣。”羅子萱介紹道。

不僅如此，針對大規(guī)模電解水制氫集群系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)問題，清華四川院也將研發(fā)出特制適配軟件，以提供多段的技術(shù)途徑、解決方案及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行策略。


“識別全工段安全風(fēng)險”、“設(shè)計‘源網(wǎng)氫氨’多工段優(yōu)化配置與運(yùn)行策略”“提出電、氫、化工、碳等多市場價格聯(lián)動的生產(chǎn)決策機(jī)制”……在一步一步的研究和設(shè)計下，“十萬噸級電解水制氫合成氨示范工程”已初現(xiàn)藍(lán)圖，也將為國家可再生電力應(yīng)用創(chuàng)新及傳統(tǒng)化工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級事業(yè)添磚加瓦。清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務(wù)副院長魯宗相表示：“‘十萬噸級可再生能源電解水制氫合成氨示范工程’是研究院首次牽頭的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃‘氫能技術(shù)’重點(diǎn)專項項目，能夠牽頭這樣重要的研發(fā)項目，源自于研究院六年來不斷的技術(shù)積累與沉淀，不斷地在科技創(chuàng)新道路上拼搏奮進(jìn)。”


作為四川省校合作落地的第一個科研機(jī)構(gòu)，成立六年來，清華四川承擔(dān)了600余個項目，而這次的“十萬噸級電解水制氫合成氨示范工程”，只是其中一項縮影。

六年來，清華四川從無到有，從小到大，在能源互聯(lián)網(wǎng)的探索實踐中砥礪前行，大力推動學(xué)科交叉融合，積極開展產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，走出了一條緊密契合清華大學(xué)“雙一流”建設(shè)實際，深度服務(wù)四川經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的協(xié)同創(chuàng)新之路，逐步發(fā)展成為能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有引領(lǐng)作用的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)機(jī)構(gòu)，為清華大學(xué)服務(wù)西南地區(qū)和天府新區(qū)對外開放做出了突出貢獻(xiàn)。↑智慧氫能實驗室作為四川省校地合作的示范單位、天府新區(qū)形象展示窗口，清華四川致力于打造能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的人才匯聚平臺、科技創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地，堅持以“開放、共贏”為指導(dǎo)理念，積極加強(qiáng)國內(nèi)外合作、擴(kuò)大對外交流，進(jìn)一步提升研究院的行業(yè)影響力和國際知名度。


“我們所取得這些成果背后都離不開天府新區(qū)對我們的支持和關(guān)懷，優(yōu)美的工作環(huán)境、優(yōu)越的人才政策、周到的政務(wù)服務(wù)，以及在人才公寓、子女就學(xué)等方面提供的便利，讓我們的科研人才能夠安心投入工作，這才能換來如今的發(fā)展成果。”魯宗相說到。

六年過去，清華四川院已深深扎根天府新區(qū)，為省市區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展貢獻(xiàn)著源源不斷的“清華力量”。六年過去，研究院各項工作均交出了亮麗的答卷，未來，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院也將繼續(xù)與天府新區(qū)同心同向，共同譜寫高質(zhì)量發(fā)展的新篇章。