冬奥倒计时100天 | 冰雪之约,氢能准备好了

来源于 中国氢能联盟 2021-10-27 15:59:35
即将到来的2022北京冬奥会,氢能将继续发力。众多中国的氢能品牌,将为北京冬奥助力绿色+科技,也将引领未来人类的生活方式。
冬奥倒计时100天 | 冰雪之约,氢能准备好了

近年来,每届奥运会,都会伴随着最新科技的应用。比如,北京2008奥运会的数码灯、LED、影像多媒体、铝合金材料等技术,如今都已经深入我们的生活。

近年来,绿色、环保、低碳成为了全球瞩目的课题。今夏的2020东京奥运会,就曾开启了“氢能秀”——不仅奥运火炬首次采用了氢能,氢能源汽车、氢能源公寓社区均得到了落地应用。即将到来的2022北京冬奥会,氢能将继续发力。众多中国的氢能品牌,将为北京冬奥助力绿色+科技,也将引领未来人类的生活方式。 氢能作为实现碳达峰碳中和的重要途径之一,已在北京冬奥测试赛上多次亮相。

100天后,随着冬奥会正式开幕,绿色氢能必然进入更多民众的视野,跟随着氢能奥运圣火的引路灯,让世界随着北京冬奥“一起看向绿色未来”。氢能,已经准备好了!

  绿色+科技加持  氢能冬奥

2月4日,在国家游泳中心“冰立方”举行的北京冬奥会倒计时一周年之际,北京2022年冬奥会、冬残奥会外观设计正式对外发布。其中,火炬科技亮点之一是采用氢作为燃料。

2020年3月12日,东京奥运会圣火在希腊点燃。圣火传递的过程中,部分地区使用氢气作为火炬的燃料,这也是奥运会历史上首次主火炬使用不排放二氧化碳的燃料,奥运圣火成为“绿色”的圣火。

2022年北京冬奥会,中国航天科技集团参与研制的奥运火炬燃料将全部采用氢能源,将奥林匹克精神与“绿色”、“环保”进一步握手。冬奥开幕式上,由中国石油供应的氢气,将点燃北京冬奥赛场的主火炬。

目前,氢气是最清洁环保的燃料,燃烧的时候产物只有水,没有二氧化碳,能实现完全的零排放。在火炬的研制中,技术人员解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢,氢能安全利用等多项技术难题。安全可靠性高,可抗风10级,并在极寒天气中使用,减压比高达几百倍。在解决复杂难题的同时,还能兼顾轻量化小型化外形要求。

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氢能奥运火炬下,是氢能的全方位应用。借着北京冬奥会的机会,赛区还将投入运营一批氢能源汽车和加氢站。

与传统燃油车和纯电动车相比,搭载氢燃料电池的汽车拥有“加注时间短、续航里程长、低温适应性强”等特点,加上其“无污染和零排放”的绿色环保特性,氢燃料电池汽车被认为是理想的柴油车替代方案,也在多国得到支持,大力发展。

事实上,早在2019年世界园艺博览会期间,延庆区已有2辆氢燃料电池客车作为免费接驳车在园区开展示范应用,日均载客量达到200人次,接驳行驶总里程达5500公里。

今年2月26日,“相约北京”冬奥测试赛圆满收官。其中,交通测试部分共投入氢燃料电池客车80辆,均搭载了由北京亿华通科技股份有限公司(简称“亿华通”)研制的氢燃料电池发动机系统。

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与夏季奥运会不同,冬奥会举办期间,气温低值可达零下三四十摄氏度,冬奥场馆分布于北京、延庆、张家口三个赛区,距离跨度近200公里,低温环境下的车辆启动、续航、山地路况对氢燃料汽车提出更高要求。

由北汽福田汽车股份有限公司研发的高性能氢燃料电池客车,已经实现了关键零部件及核心技术100%国产,同时还实现了零下三十摄氏度极寒天气下可实现浸车冷启动,最大爬坡度高于20%的路面上车速可达每小时15至20公里,25分钟内车厢速热可至十摄氏度,完美地满足了冬奥需求。

根据北京交通发展研究院的预测,北京冬奥会期间,将有212辆“100%国产”氢燃料电池客车通过5座加氢站提供加氢服务,预计可实现每辆车每千米0.28升的节油效益,总节油量约9.6吨,实现每辆车每千米0.75千克的减碳效益,总碳减排量约30吨。

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与氢能汽车相配套的,还有赛区沿线的加氢站。

9月9日,中国石化为冬奥氢能服务全面启动,在北京冬奥崇礼和延庆两大赛区,北京庆园街加氢站、北京王泉营加氢站、北京燕化兴隆油氢合建站、河北崇礼西湾子加氢站,共4座服务冬奥的加氢站正式投营。

10月20日,中国石油发布《冬奥保障计划》。按照计划,中国石油将从油、气、氢、餐、宿等五个方面为冬奥提供立体保障。在氢能方面,中国石油预计将为816辆氢燃料电池车提供服务,预计供应氢能155吨,可供这些车辆行驶里程累计达232万公里。

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9月15日,由国家能源集团低碳院开发的70兆帕加氢机正式获得国际知名认证机构TÜV南德认证,跻身国际行业领先水平,该技术将服务于2022北京冬奥会。由国家能源集团承担的冬奥会重点保障工程即将完成的还有“大规模风光互补制氢项目” 、“赤诚风光氢储耦合项目”制氢站和“万全油氢服务站项目”,采用大规模太阳能和风能耦合的方式,通过可再生能源制氢,为张家口冬奥赛区提供绿色氢能。

为燃料电池汽车源源不断提供高纯度氢气,利用了中国化工西南化工研究设计院拥有自主知识产权的变压吸附提纯气体技术。一套2000标准立方米/小时氢气提纯装置将燕山石化的工业副产氢气提纯为高纯度氢气,满足了整个北京冬奥会氢燃料电池车的使用需求。

清华大学国家重点研发计划“科技冬奥”专项—“氢能出行关键技术研究与应用示范”项目负责人在接受采访时表示,清华大学正在负责开发氢能与燃料电池信息监控平台,通过仿真模拟与传感器监测,实现制氢、储氢、运氢、加氢数据的实时采集与模型维护,达到数据管理的效果,最终实现科学用氢预测与智能运氢调度。

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  “氢情助力”冬奥,带动国产氢能技术发展

借着冬奥的机遇,参与服务冬奥的本土氢能企业,在技术上攻克了多项难题,也带动了国产氢能相关技术的发展。

北汽福田研发负责人曾表示,关键零部件及核心技术突破并实现100%国产化替代,曾是团队面临的艰巨任务。

经过近3年技术攻关,北汽福田团队研发了集智能化、平台化、集成化、通用化于一体的新一代快速冷启动高功率密度燃料电池系统和极寒条件下快速升温动力电池系统。整车集成热管理技术可将燃料电池系统的余热供车厢取暖,有效降低氢耗与电耗,达到节能效果。同时,对整车动力效率进行优化,实现燃料电池与动力电池能量耦合,低温快速冷启动与节能运行。

2019年经过测试,车辆在低于零下25摄氏度环境下静置72小时后,整车动力电池系统平均加热速率达到每分钟5摄氏度。2020年1月,亿华通携手福田欧辉客车在海拉尔完成了极寒测试——氢燃料电池客车在-30℃的环境下,放置超过8小时后,进行了超低温冷启动测试,116秒成功启动,对在北方地区规模化推广氢燃料电池汽车意义重大。

在北京冬奥会保供保运项目中,京辉氢能同样负责为“奥运火炬”及“氢燃料电池保障车辆”提供氢气供应、运输及加氢站建设和安全管理服务。京辉氢能负责人在接受采访时曾表示:2008年北京夏季奥运会时,中国的技术还很不成熟,用车多是德国产。如今,福田、宇通等中国厂家生产的氢能源车辆,占据了冬奥舞台,技术更加成熟,氢能的使用,也能体现2022年北京冬奥会的绿色和科技元素。

值得注意的是,北京冬奥会有望使用“清洁氢“,也就是中国氢能联盟提出的全球首个氢能分类标准,将氢气的制备按照温室气体排放量分为“低碳氢”、“清洁氢“和”可再生氢”,“清洁氢”碳排放阈值为4.9 kgCO2e/kgH2,而“可再生氢”同时要求制氢能源为可再生能源,也就是来源于自然的风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源。

  借力冬奥+政策扶持,氢能走上快车道

2021年2月7日,中国石油合资建设的太子城服务区加氢站正式投入使用,为冬奥会崇礼赛区50辆氢能源大巴供应氢燃料,加出中国石油加氢业务“第一枪”。 未来,中国石油还将在全国范围投运50座加氢站。

中国石化规划,在北京、延庆及崇礼打造冬奥形象店50座。“十四五”期间中国石化将规划建设1000座加氢站,预计今年新发展加氢站数量将达100座,努力打造中国第一氢能公司。截至2021年9月,中国石化已在全国建成并投运加氢站29座,建成供氢中心6座,在建设中的加氢站27座。

值得注意的是,在明年冬奥会结束后,服务于冬奥会的氢能汽车并不会退出历史舞台,而将会继续作为城市公交、旅游客车,投入当地的日常使用。对于北京、延庆、张家口三地来说,冬奥带来的氢能机遇,有望孵化出完善的“氢能生态”,并开启氢能大规模民用进程。

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比如,北京市规划,“十四五”期间,要建设47座加氢站,运输车将达到1000多辆。

张家口市规划,计划到2022年张家口市氢能及相关产业累计产值达到350亿元,建成液氢制造基地,形成全产业链发展格局,并在城市公交、物流、公务用车等领域实现规模化、商业化创新发展。《张家口氢能保障供应体系一期工程建设实施方案》中,计划到2022年冬奥会前,氢气产能实现10000吨/年。借助2022年冬奥会的重大机遇,在高标准、高水平举办好冬奥会的同时,冬奥会也将成为张家口向世界展示氢能产业发展的窗口。

在政策层面,氢能同样备受重视。

2021年全国两会上,氢能正式出现在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的“前瞻谋划未来产业”章节中。

2021年10月24日,中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出,统筹推进氢能“制储输用”全链条发展,推动加氢站建设,推进可再生能源制氢技术攻关,加强氢能生产、储存、应用关键技术研发、示范和规模化应用。

2021年10月26日,国务院发布《关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》,在工业领域碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、绿色低碳科技创新行动、国际合作和政策保障五个方面均强调发展氢能。

根据国际氢能委员会预测,到2050年,氢能在全球能源消费中所占比重有望达到18%,并将将创造3000万个工作岗位,减少60亿吨二氧化碳排放,创造2.5亿美元产值。

中国氢能联盟在《中国氢能源及燃料电池产业发展报告2020-碳中和战略下的低碳清洁供氢体系》中提出,在2030年碳达峰情境下,我国氢气的年需求量在终端能源消费中的占比约为6%;在2060年碳中和情景下,我国氢气的年需求量在终端能源消费中占比约为20%,可再生能源制氢产量约1亿吨,部署电解槽装机500吉瓦以上。

中国氢能联盟战略指导委员会主任、科技部原部长、中国科学院院士徐冠华在“十四五”氢能产业发展论坛致辞中说:氢能是我国能源战略重要的组成部分,将纳入我国能源体系,与电力协同互补,共同成为我国能源体系的主体,带动形成十万亿级的新兴产业。

目前,我国在世界氢能发展中,正紧跟先发国步伐,氢能的应用已经在全国大部分地区开启,氢能使用逐年提高。

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借助冬奥的机遇,氢能将有望被民众更多地了解与认可,乘上高速发展产业应用的快车道。未来,氢能不仅仅在能源领域发挥重要作用,在日常生活的各个方面,大家将会看到越来越多氢能的身影、更多地接触到氢能,将实现用氢能改变人们生活,用氢能使未来呈现出一幅新的绿色低碳清洁美好“生活场景”。

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