12月11日，大众日报《经济导报》以“山东氢能放能，绿氢挑大梁”为题介绍了山东省氢能源发展、运用情况。其中，泰山钢铁集团被作为代表企业报道了探索氢能源产业的相关做法。

12月1日,《共建中国氢能高速行动倡议》发布,中国氢能发展进一步提速。

山东是首个氢能大规模推广应用的示范省份,也是制造业大省,钢铁、化工行业发达,因而通过工业副产品制氢,成为山东大规模推广氢能产业的一大优势；与此同时,目前山东绿能应用前景广阔,绿能制氢潜力巨大。齐鲁工大(山东省科学院)二级研究员、山东省生态文明研究中心主任周勇表示,应当绿氢、灰氢双管齐下,首先从上游迅速推进山东氢能产业建设,并同步建立氢能有效利用产业链和商业模式,确保山东氢能利用走在前,并助力“双碳”目标的实现。

副产制氢极为丰富

青岛市黄岛区有一处港口叫董家口港,港口的战略定位是国家大宗散货集散中心和重要的能源储运中心。

对于山东泰山钢铁集团(下称“泰山钢铁”)来说,董家口港还是重要的出口枢纽。“港口离公司300公里,我们的产品正好可由公司的氢能源车队运抵并出海；而且董家口港也有加氢站,卡车返程也无忧。”泰山钢铁技术研发中心副主任任来锁告诉经济导报记者。

在周勇看来,泰山钢铁可说是山东氢能源产业探索的一个代表。“众所周知,山东是钢铁、炼焦、煤化工、地炼、盐化工等生产大省,而目前煤制氢、炼油副产氢、焦炉气副产氢、氯碱工业副产氢等,依然是氢能源的主要来源。”他表示,“发达的传统工业以及丰富的副产氢,成为山东大规模推广氢能产业的一大优势。”

据任来锁介绍,泰山钢铁对氢的利用可以追溯到2006年,当时投产的冷轧钢生产线,急需氢气作为退火保护气体。于是,公司又开始尝试从焦炉气中制备、存储氢气,并累积了大量工艺手段；这就是“焦炉气副产氢”。

“焦炉气是高温炼焦时产生的一种副产品,含有55%的氢气,此前只是单纯烧掉；后来我们开始制备75%的氢气(其余25%是氮气)作为退火保护气；退火工艺完成后,剩余的气体再经过纯化工艺,最后生产出纯度95%的工业用氢。”任来锁说。

任来锁认为,现在钢铁产业高度发达,低碳环保则是行业最新“赛道”。“谁能更好地控制碳排,谁就能在赛道中领先,所以我们义无反顾投身氢能产业。”他说,泰山钢铁创新了基于变压吸附的“二级纯化+精准滤杂”生产工艺,实现了从氢含量55%的焦炉气,到75%退火保护气、95%的工业用氢,最后是纯度达到99%的燃料电池用氢的多梯度氢制备。

目前,泰山钢铁已经完成年产750吨的变压吸附装置的建设。有了丰富的氢来源,泰山钢铁也已经成为山东少有的,业务遍及氢能制备、储运、应用全产业链的企业。

绿氢即将“挑大梁”

“在绿氢生产和出口方面,山东具有良好的资源和地理优势。”济南绿动氢能科技有限公司(下称“绿动氢能”)总经理陈颖对经济导报记者表示。

公开数据显示,截至2023年6月,山东省新能源可再生能源装机达到8382万千瓦,占电力总装机的41.8%。其中,光伏装机达到4946万千瓦,稳居全国首位；风电装机达到2421万千瓦；生物质装机达到417.3万千瓦,规模均稳居全国前列。但据经济导报记者了解,目前山东的风、光等绿能发电的发电量却有待提高。究其原因,不外乎绿电的不稳定性,以及带来的对电网的冲击。

“正因如此,绿电制氢才有实际意义。”陈颖说,“绿电并网之余,富余电力可以制氢,而且不产生碳排,是实实在在的‘绿氢’。”

值得一提的是,据陈颖介绍,在绿电制氢方面,“我国在关键核心技术上,比如在催化剂、膜电极等关键材料部件上,已经实现自主化了。”

在下游应用端,绿动氢能也自主研发生产了氢能利用的核心设备——燃料电池,并且在去年底,供能燃料电池、空冷燃料电池及车用燃料电池系统3条生产线在济南正式投产。

陈颖认为,目前氢能的大规模推广,瓶颈还在于大规模储运。而这,也是她看好山东优势的原因:“山东副产氢资源和绿氢资源丰富,几百公里的运输半径可覆盖山东和周边省市,具有氢能示范应用的良好条件。”

碳交易政策将跟进

因为工业副产氢在制备过程中会产生一定的碳排,因此被归为“灰氢”。

也正因如此,2022年国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中,明确表示“应用灰氢不应该视为清洁能源替代,也不能完成节能减煤降碳降污的目标”。

但在任来锁看来,泰山钢铁生产的燃料电池用氢单纯被归类为“灰氢”有点“冤”:“副产氢的碳排放量已经计算在‘主产品’中了,再将这部分氢气定义为‘灰氢’,有重复计算碳排放的嫌疑；况且未来还有碳捕集和封存技术(CCS),能捕捉制备氢能时产生的碳排。”

与此同时,为减少企业原燃物料运输过程产生的碳排放与污染物,泰山钢铁购置了氢能源重卡4辆,并利用自产氢能运营,目前已经产生了明显的环保效益——提升了企业环保绩效评级。

至于经济效益,陈颖表示,北京的氢燃料电池汽车碳减排已进入碳市场交易。“我们在北京投放了几百辆氢能源车,已经参与交易。”她说。

“山东推广应用氢能的优势环节,依然在生产端。”周勇总结道,“目前工业副产氢依然是主流,但绿氢也在及时跟进,二者协调发展,将从上游迅速推进山东氢能产业建设。”

“与此同时,氢能的储运和应用产业链和商业模式,也在逐步建立,再加上政策方面的跟进,未来山东氢能利用一定大有可为,并助力‘双碳’目标的实现。”周勇表示。