2020年8月，全國鋼鐵行業(yè)第一座固定式加氫站在河鋼集團(tuán)（以下簡稱河鋼）邯鋼公司正式投入運(yùn)營，同時(shí)配套1400標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)制氫工廠至加氫站的輸氫管道投入使用。同年12月底唐鋼公司的第二座加氫站投運(yùn)；
2021年7月，鋼鐵行業(yè)第一批35輛氫能重卡大規(guī)模投入運(yùn)營，走出零排放物流模式；
2022年4月，河鋼與其他企業(yè)就曹妃甸到遷西全氫能運(yùn)輸簽訂協(xié)議，成為鋼鐵行業(yè)第一條氫能物流外包項(xiàng)目；
……
“河鋼長期堅(jiān)持綠色、低碳發(fā)展的理念，打造出世界最清潔鋼廠；河鋼有制氫技術(shù)，有充足的氫源，還有豐富的重卡使用場景，于是便探索并實(shí)踐氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及其在冶金行業(yè)的應(yīng)用，包括氫能物流、氫冶金等。”9月15日，《中國冶金報(bào)》記者來到河北唐山海港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，河鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司（以下簡稱河鋼工業(yè)技術(shù)）能源事業(yè)部常務(wù)副部長吉洪潮向我們道出了河鋼“氫”的數(shù)個(gè)“第一”。
2020年8月28日，河鋼集團(tuán)首座加氫示范站在邯鄲投運(yùn)。這是我國鋼鐵行業(yè)首個(gè)固定式加氫示范站，實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)49噸氫燃料電池重卡同步運(yùn)營。
此前的2019年11月7日，時(shí)任世界鋼鐵協(xié)會第41任主席的河鋼集團(tuán)董事長、黨委書記于勇在接受《中國冶金報(bào)》記者專訪時(shí)指出：世界鋼鐵的發(fā)展正由中國引領(lǐng)。未來，在重大技術(shù)改造、能源介質(zhì)、重大工藝革新上，要有“中國印記”。
顯然，今日河鋼在布局氫能產(chǎn)業(yè)與綠色低碳發(fā)展的時(shí)代命題上，已經(jīng)走在了先行者的位置上，正在引領(lǐng)著冶金能源結(jié)構(gòu)的跨時(shí)代變革。
多元化制氫——奠定氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基石
氫是地球上最豐富也是最清潔的元素，燃燒后的物質(zhì)是水。不過，在自然界中卻基本沒有純氫存在，最常見的含氫物質(zhì)就是水。那么，鋼鐵工業(yè)發(fā)展氫能，氫從哪里來？
據(jù)河鋼工業(yè)技術(shù)能源事業(yè)部高級經(jīng)理陳波介紹，我國目前國內(nèi)主要?dú)錃鈦碓词敲褐茪?、天然氣和甲醇重整制氫、工業(yè)副產(chǎn)氣提純制氫和電解水制氫。其中，電解水制氫的氫氣品質(zhì)最好，但成本也是最高的。
焦?fàn)t煤氣提純制氫是鋼鐵行業(yè)的主要?dú)錃鈦碓础?ldquo;生產(chǎn)一噸焦炭可產(chǎn)焦?fàn)t煤氣410立方米，河鋼擁有豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫資源。制氫工廠的建設(shè)和多元化制氫的布局為區(qū)域提供了高品質(zhì)、低成本的可靠氣源保障。”在吉洪潮看來，大量的副產(chǎn)氫資源是河鋼發(fā)展氫能的底氣。
“以每輛氫能重卡車每天消耗40公斤氫氣測算，目前的河鋼副產(chǎn)氫氣潛在產(chǎn)能可滿足近2萬輛氫能重卡連續(xù)不間斷跑一年的加氫需求。”吉洪潮比喻說。
通常純度等于或高于99.999%的氫氣，被稱為高純氫。目前，河鋼在唐鋼公司和邯鋼公司已分別建成一套制氫能力分別為1400標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)和1600標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)的中小型制氫裝置，氫氣純度就以高純氫為標(biāo)準(zhǔn)。
“另外，唐鋼氣體公司在唐山也投運(yùn)了一套LNG聯(lián)產(chǎn)氫氣生產(chǎn)裝置，氫氣產(chǎn)能達(dá)到1000標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。”吉洪潮繼續(xù)介紹道，這套裝置可以為唐山地區(qū)前期氫能重卡的商業(yè)化運(yùn)營提供階段性的氫氣保障。
2021年7月5日，河鋼唐鋼加氫站及30輛氫能重卡投運(yùn)。
從鋼鐵行業(yè)整體來說，我國每年有4億噸以上的焦炭產(chǎn)能，1640億立方米焦?fàn)t煤氣，其中有約900億立方米低成本、副產(chǎn)氫氣。
陳波也直言，焦?fàn)t煤氣制氫技術(shù)路線目前已非常成熟，但在制氫效率、氫氣純度、降耗降本、催化劑效率等方面仍有較大的提升空間，“河鋼將與相關(guān)企業(yè)合作，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)低成本制氫技術(shù)、降低電耗技術(shù)、降低投資設(shè)備成本技術(shù)等。”
可以說，河鋼的實(shí)踐已經(jīng)為鋼鐵行業(yè)蹚出了一條低成本制氫之路，并將進(jìn)一步提升成本競爭力。
利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源電解水制氫，就是所謂的“綠氫”，目前方興未艾。不久前，隨著河鋼與寶馬展開合作消息釋出，“綠鋼”一詞刷屏朋友圈，與其緊密相關(guān)的兩個(gè)詞條即是“綠電”和“綠氫”。從河鋼氫能產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展來看，提高“綠氫”供應(yīng)比的關(guān)鍵措施就是推進(jìn)風(fēng)光荷儲一體化建設(shè)。
“采用風(fēng)、光、水等可再生能源電力電解水制氫，具有可持續(xù)、無污染、零碳排放等優(yōu)勢，在適用性、環(huán)境效益和能源效率等方面均具有技術(shù)優(yōu)越性。”吉洪潮表示，這種制氫技術(shù)將是未來主流的發(fā)展趨勢。
為此，河鋼將發(fā)揮張家口風(fēng)電及光伏可再生能源豐富的優(yōu)勢，在張宣科技加快實(shí)施全球首例120萬噸氫冶金示范工程，建設(shè)風(fēng)、光可再生能源制綠氫的工廠。
2021年5月10日，河鋼宣鋼舉行氫能源開發(fā)和利用工程示范項(xiàng)目開工儀式，標(biāo)志著全球首例氫冶金示范工程正式啟動建設(shè)。
氫氣來源及技術(shù)有了，接下來要解決“夠不夠用”的問題。
“我們計(jì)劃到2025年，在京津冀地區(qū)建設(shè)不少于10座的制氫工廠，多元化制氫能力達(dá)到43萬標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(shí)。”陳波介紹，氫氣供應(yīng)能力將輻射京津冀區(qū)域及周邊地區(qū)。
氫能重卡——打造京津冀新能源運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)
在京津冀地區(qū)，柴油車對環(huán)境的影響是長期存在的突出問題，尤其是在港口、碼頭、工業(yè)園區(qū)等區(qū)域，重型柴油車密集。據(jù)統(tǒng)計(jì)，柴油貨車保有量雖然只占全國汽車總量的7.9%，但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物、顆粒物的排放量卻分別占汽車排放總量的10%、18.8%、60%、84.6%以上。能否從源頭上控制污染、讓環(huán)保壓力本就不小的京津冀喘一口氣？
河鋼找到了柴油車的最佳替代者，即氫能重卡——加的是氫，產(chǎn)的是電，排的是水。
但是，一項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用是否成功，最核心、最關(guān)鍵的因素在于成本。因此，氫能重卡的成本始終是其與柴油重卡、電動重卡相比較最多的問題。
2021年7月5日，河鋼唐鋼加氫站及30輛氫能重卡投運(yùn)。
“從運(yùn)營端來看，今年5月份以后，氫能重卡運(yùn)營成本已經(jīng)與柴油車持平了；如果柴油價(jià)格保持現(xiàn)狀，后期氫能重卡隨著氫氣成本的進(jìn)一步降低，其運(yùn)營成本將明顯低于柴油車。”吉洪潮進(jìn)一步分析，“不過，與電車相比，從百公里能耗來看，氫能重卡與電車還有80元的差距，不過這一部分的差距在制氫工廠規(guī)?；懂a(chǎn)后將明顯縮小。”
除了技術(shù)進(jìn)步本身降低氫氣生產(chǎn)成本外，在運(yùn)輸方面：一是通過制氫本地化，降低氫氣運(yùn)輸成本；二是通過管道輸送，降低氫氣運(yùn)輸成本。“至少降低6元/公斤氫氣運(yùn)輸成本，可以進(jìn)一步將氫氣價(jià)格降低至22元/公斤，”吉洪潮認(rèn)為。
“從購車端來看，目前氫能重卡的價(jià)格優(yōu)勢并不明顯。”吉洪潮坦言，“原因在于：一方面，氫能重卡制造銷售規(guī)模還沒上來，規(guī)模上來后整車制造價(jià)格相對就會下降。另一方面，氫燃料電池成本隨著技術(shù)升級及國產(chǎn)化降得非常快，這一部分成本降下來后，氫車價(jià)格可做到與電車價(jià)格基本相當(dāng)。”
“我們預(yù)判，2023年—2024年，氫能重卡的全生命周期成本將與柴油車持平。”陳波認(rèn)為。
“雖然目前氫能重卡在成本方面較柴油車、電車更高，但一系列補(bǔ)貼、獎(jiǎng)勵(lì)、碳匯等政策也已在陸續(xù)出臺中。受限于加氫基礎(chǔ)設(shè)施、氫氣供給等因素，短期內(nèi)氫車和電車仍將保有各自優(yōu)勢。”吉洪潮認(rèn)為，氫車是最終選擇。
9月16日晚，中國冶金報(bào)社記者深入河鋼集團(tuán)實(shí)地采訪。
記者在加氫站看到，搭載10瓶組35兆帕車載儲氫系統(tǒng)的氫能重卡從駛?cè)爰託湔镜郊油隁錃怦偝黾託湔?，只需?5分鐘即可完成加注。
“我們做過一個(gè)經(jīng)濟(jì)模型測算：在長距離運(yùn)輸方面，氫能重卡優(yōu)于電車，短道則應(yīng)用電車。從經(jīng)濟(jì)性來說，由于電車需要更長的充電時(shí)間，這導(dǎo)致其實(shí)際使用效率遠(yuǎn)低于氫能重卡，綜合測算，兩者經(jīng)濟(jì)性相差不大。”陳波說。
氫能重卡推廣應(yīng)用的另一大前提，是加氫網(wǎng)絡(luò)的布局。“2020年8月28日，河鋼第一座加氫示范站在河鋼邯鋼公司廠區(qū)內(nèi)投運(yùn)。這座加氫示范站的建成為我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟出一條除城市公交、城市物流外，全新的服務(wù)于工業(yè)企業(yè)的重卡運(yùn)輸示范道路。”吉洪潮認(rèn)為。
2020年12月，河鋼第二座加氫站在位于唐山的唐鋼公司投運(yùn)。除了有距離運(yùn)輸場景近的地理優(yōu)勢外，加氫站選址唐山的另一大原因在于，唐山有制氫工廠，百公里范圍內(nèi)氫氣運(yùn)輸較為便捷。
為此，河鋼將加快布局加氫站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“兩橫、一縱、一沿線”加氫網(wǎng)絡(luò)布局，推動京津冀地區(qū)的“柴改氫”進(jìn)程實(shí)現(xiàn)突破性進(jìn)展。唐山地區(qū)2022年底將完成10座加氫站建設(shè)，到2025年，初步構(gòu)建加氫站網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)不少于30座加氫站。
“僅唐山市就注冊有重卡8萬余輛。唐山市對環(huán)境治理的力度不斷加大，雖然現(xiàn)在鋼廠正在逐步退城搬遷，但實(shí)現(xiàn)碳減排還要從根本上解決，氫能重卡應(yīng)用對整個(gè)京津冀地區(qū)乃至全國的環(huán)境改善都是非常必要的。”陳波補(bǔ)充說道。
氫能物流是最為高效和切實(shí)可行的實(shí)施路徑。
9月16日，中國冶金報(bào)社記者深入河鋼集團(tuán)實(shí)地采訪。
記者來到加氫站時(shí)，一輛49噸級氫能重卡正在通過35兆帕加氫機(jī)進(jìn)行加注。大約一刻鐘的時(shí)間，30多公斤的氫氣就注入到了氫能重卡的儲氫瓶中。
“在這座加氫站建設(shè)的基礎(chǔ)上，河鋼唐鋼氫能專線投入運(yùn)營。”吉洪潮介紹，這條氫能專線不僅助力了河鋼唐鋼環(huán)保評A，也是我國首條市場化、商業(yè)化運(yùn)營的氫能專線。
在這條氫能專線的基礎(chǔ)上，河鋼還推廣了另外2條氫能專線。“不同于第一條氫能專線往返距離只有25公里，另外2條都是中長途運(yùn)輸距離，往返距離在150公里左右。”吉洪潮介紹，無論是中短途還是中長途，都驗(yàn)證了氫能車輛的可靠性。
氫能專線的投運(yùn)徹底解決了電動重卡續(xù)航里程“焦慮”和運(yùn)輸效率不高的問題，充分體現(xiàn)了氫能重卡的優(yōu)越性。目前，運(yùn)行車輛氫耗逐步降低，加氫站的運(yùn)行效率也不斷提升，車輛的運(yùn)行效率也越來越高。
目前，河鋼集團(tuán)運(yùn)營了3條氫能重卡運(yùn)輸專線，合計(jì)推廣運(yùn)行50輛49噸氫能重卡。累計(jì)加氫314.7噸，運(yùn)輸310萬噸，行駛里程258萬公里，平均氫耗12.2公斤/100公里，CO2減排約6500噸，顆粒物減排52噸。
2021年9月30日， 河鋼工業(yè)技術(shù)與中溶科技簽訂氫能技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議。
河鋼陸續(xù)拓展集團(tuán)內(nèi)部和津西鋼鐵、東海鋼鐵、燕山鋼鐵、唐山港（601000）集團(tuán)等企業(yè)新能源運(yùn)輸業(yè)務(wù)，形成重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)的新能源運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)；將打通唐山京唐港至承德、唐山至天津等京津冀城際新能源運(yùn)輸線路，構(gòu)建京津冀一體化新能源運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。
“2022年底，河鋼推廣運(yùn)營49噸氫能重卡運(yùn)營數(shù)量將達(dá)到1000輛，成為氫能重卡運(yùn)營市場的引領(lǐng)者。”吉洪潮說。
目前，河鋼本著“以技術(shù)創(chuàng)新為核心驅(qū)動力”的發(fā)展理念，全面推進(jìn)“一院（中心）、一平臺、十基地、三十站、萬臺車”進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)氫的制、儲、運(yùn)、加、用等氫能關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
一張覆蓋京津冀地區(qū)的巨大新能源運(yùn)輸網(wǎng)正在逐步形成。
各顯其能——共建高質(zhì)量氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈
“近年來，河鋼不斷探索創(chuàng)新氫能車輛運(yùn)營商業(yè)模式，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，為企業(yè)提供切實(shí)可行的氫能車輛應(yīng)用方案。”吉洪潮道出了河鋼氫能重卡應(yīng)用的遠(yuǎn)景目標(biāo)——構(gòu)建高質(zhì)量氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
一個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，至少包括生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、研發(fā)、應(yīng)用等完整的環(huán)節(jié)。
“以河鋼為主導(dǎo)的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈各部分是一種團(tuán)結(jié)協(xié)作、優(yōu)勢互補(bǔ)的戰(zhàn)略合眾關(guān)系。”陳波認(rèn)為，在這個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈中，車輛主機(jī)廠和核心零部件企業(yè)提供了性能可靠且具有成本競爭優(yōu)勢的氫能車輛；金融合作方為購車提供資金支持，并為用戶提供了適用不同商業(yè)模式的金融方案；河鋼聯(lián)合對氫能重卡具有豐富運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，共同提供車輛運(yùn)營服務(wù)；應(yīng)用端企業(yè)不僅能滿足鋼鐵主業(yè)生產(chǎn)，還能滿足碳減排需求。
2021年8月28日 河鋼工業(yè)技術(shù)與津西鋼鐵簽定氫能技術(shù)戰(zhàn)略合作協(xié)議。
河鋼開拓外部市場的第一顆碩果結(jié)在了津西鋼鐵。2021年8月28日，河鋼工業(yè)技術(shù)與河北津西鋼鐵集團(tuán)股份有限公司舉行氫能產(chǎn)業(yè)合作協(xié)議簽約儀式，雙方就氫燃料電池重卡推廣應(yīng)用、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、氫氣供應(yīng)等達(dá)成一致合作意見，雙方共同推動氫燃料電池重卡應(yīng)用推廣。
“這條專線的建成得益于很多合作單位的共同支持。氫能重卡運(yùn)行成本相較油車、電車較高，所以要真正的商業(yè)化運(yùn)營必須產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)共同合作才行。從北汽福田、開沃汽車、三一重工（600031）等主機(jī)廠到燃料電池領(lǐng)域的億華通、北京氫璞創(chuàng)能、東方電氣（600875）、未勢能源、上海重塑，再到儲氫瓶生產(chǎn)廠的安瑞科等企業(yè)，各個(gè)企業(yè)共同協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了車輛購置成本和運(yùn)營成本的大幅降低，合力打造了這條氫能專線。”陳波感慨。
“目前，我們?yōu)榻蛭麂撹F建設(shè)的2座加氫站正在穩(wěn)步推進(jìn)中，可以滿足50輛氫能重卡的加注需求。”吉洪潮介紹了近期在市場開拓方面取得的成績，“今年上半年，我們河鋼工業(yè)技術(shù)在集團(tuán)內(nèi)部與5家子、分公司達(dá)成氫能戰(zhàn)略合作或簽訂了綠色智慧物流總包服務(wù)協(xié)議，同時(shí)還吸引了東海鋼鐵集團(tuán)等10余家企業(yè)伸出橄欖枝。”
在加氫網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)方面，河鋼選擇了中石油作為合作伙伴。“今年7月份，河鋼與中國石油聯(lián)合成立河北昆侖大河新能源有限公司，重點(diǎn)推進(jìn)河北省加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以唐山為起點(diǎn)，圍繞省內(nèi)主要物流運(yùn)輸通道、港口等，在全省范圍內(nèi)建設(shè)市場化運(yùn)營的加氫站100座以上，預(yù)計(jì)到2022年底，49噸氫能重卡運(yùn)營數(shù)量將達(dá)到1000輛。”吉洪潮對氫能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)充滿期待。
可以預(yù)見，未來在高速公路的加油站、服務(wù)區(qū)旁，也會有加氫站，加氫會像加油一樣便捷。
在管道運(yùn)輸方面，河鋼工業(yè)技術(shù)與中國石油天然氣管道工程有限公司 共同規(guī)劃唐山市管道輸氫線路。以唐山制氫工廠為中心，建成輻射遷安、遷西、灤縣、曹妃甸和京唐港的輸氫管道局域網(wǎng)，覆蓋唐山地區(qū)重點(diǎn)物流運(yùn)輸線路。同時(shí)，配合液氫和固態(tài)儲氫等多元化氫氣運(yùn)輸模式，有效降低不同場景運(yùn)輸成本。
2021年7月5日，河鋼集團(tuán)氫能重卡投運(yùn)全國首發(fā)式在河鋼唐鋼新區(qū)舉行，標(biāo)志著我國首條市場化運(yùn)營的氫能重卡運(yùn)輸線正式投運(yùn)。
當(dāng)前，在全球能源向清潔化、低碳化、智能化的發(fā)展趨勢下，河鋼一直是氫能產(chǎn)業(yè)的倡導(dǎo)者和踐行者，河鋼正以氫氣制備、氫氣儲運(yùn)、氫能物流、氫冶金等全流程項(xiàng)目建設(shè)為突破口，加快打造全國最具代表性和示范性的氫能利用產(chǎn)業(yè)體系。
2022年9月2日，首屆世界氫冶金技術(shù)交流大會在河北省崇禮舉行。
正如于勇所言，“僅僅鋼鐵生產(chǎn)過程本身的綠色化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有從源頭——制氫開始，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)，才能真正實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。”
2022年9月2日由河鋼集團(tuán)承辦、以“氫啟未來”為主題的氫冶金標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組成立暨首屆世界氫冶金技術(shù)交流大會在張家口崇禮舉辦。會上河鋼集團(tuán)向行業(yè)展示了河鋼在氫能應(yīng)用特別是氫冶金方面的探索和實(shí)踐。氫冶金技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，將帶來傳統(tǒng)鋼鐵冶金技術(shù)的革命性變革，使得鋼鐵生產(chǎn)擺脫對化石能源的絕對依賴，從源頭上解決碳排放的問題。顯然，在氫冶金方面，河鋼已經(jīng)為世界鋼鐵的綠色發(fā)展打上了“中國印記”。
原標(biāo)題：引領(lǐng)能源結(jié)構(gòu)跨時(shí)代變革——看河鋼如何以氫能重卡構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈
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