氫，元素周期表中的第一個元素，有時也指氫原子、氫分子和氫氣。它的故事，可以追溯到138億年前，那時宇宙剛剛誕生。氫原子由一個質(zhì)子和一個電子組成。氫氣以氫分子（H2）的形式存在，氫分子則由成堆的氫原子結(jié)合在一起組成。
被譽為“科幻小說之父”“科學時代的預言家”的法國作家儒勒·凡爾納（Jules Verne）在他的“海洋三部曲”之一的《神秘島》中，預言“水有一天會被用作燃料”“構(gòu)成水的氫和氧，單獨或一起使用，都將提供取之不盡的熱能和光能，煤炭根本無法與其相提并論”。
今年是這部小說出版130周年，凡爾納的那些關(guān)于清潔能源的幻想早已在唐山這個新晉“萬億（GDP）城市”成為現(xiàn)實，后者已成為12個國家氫能示范城市之一。
價格，依然是制約發(fā)展的因素
氫的工業(yè)應用已經(jīng)有上百年歷史，在化工合成、石油煉化等工業(yè)領(lǐng)域已形成成熟應用體系，但在很長一段時間里，因為制取成本要比傳統(tǒng)化石燃料高很多，氫能的應用和發(fā)展受到很大的限制。隨著全球能源轉(zhuǎn)型加速，氫能憑借零碳排、高能量密度等特性，正從傳統(tǒng)工業(yè)原料向戰(zhàn)略能源轉(zhuǎn)型。
擁有全球首套焦爐氣制乙醇裝置的中溶科技坐落于唐山市遷安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)西部片區(qū)內(nèi)，周邊千萬噸級的鋼鐵廠鱗次櫛比，燕山鋼鐵、九江線材、首鋼遷鋼、鑫達鋼鐵的廠房林立，煙囪高聳。
“依托臨港交通網(wǎng)絡與產(chǎn)業(yè)集群效應，我們打造了一個‘非糧乙醇—工業(yè)副產(chǎn)氫—氫能應用’的循環(huán)經(jīng)濟模式?！敝腥芸萍级麻L代淑梅在接受第一財經(jīng)采訪時稱，該公司430畝的廠區(qū)里建有目前國內(nèi)最大的氫能生產(chǎn)線，日產(chǎn)量達到了20噸，擁有8項發(fā)明專利。
代淑梅介紹稱，在精密的在線色譜儀進行實時檢測下，他們的燃料氫純度達99.999%以上，其中關(guān)鍵雜質(zhì)一氧化碳含量＜0.2ppm、硫化物＜0.004ppm（百萬分率），嚴于國標50%以上，這種“超純凈氫”可有效避免質(zhì)子交換膜催化中毒，保障氫能車10萬公里級的穩(wěn)定運行，“唐山具有全國范圍內(nèi)特有的‘鋼廠至港口百公里’的運輸場景，氫能重卡能在單次加氫的情況下，實現(xiàn)500公里續(xù)航，運營成本不高于柴油車?！?/p>
同步投產(chǎn)的遷安焦化尾氣制氫項目投資額達1.17億元，年產(chǎn)燃料電池氫7200噸，可滿足700~800輛重卡日需，為京津冀氫能城市群提供核心保障。代淑梅稱，他們滿足了唐山市 70%~80%的氫能需求，還積極與上下游企業(yè)合作，目前燕山鋼鐵建有3個加氫站，包括兩噸和三噸規(guī)模的，其他鋼廠建有撬裝式半噸加氫站，可靈活布置在廠區(qū)內(nèi)，滿足鋼廠內(nèi)部氫能車的加注需求，形成“制—儲—運—加”閉環(huán)網(wǎng)絡。
經(jīng)測算，當氫氣售價每公斤不高于30元時，氫能重卡的運營成本便能與柴油車相當。在采訪過程中，幾乎所有行業(yè)參與方都指出，隨著制取氫氣的可再生能源成本迅速降低，大量廉價氫氣將投入使用，運輸成本也會逐步走低。如此一來，氫能不僅會成為眾多行業(yè)成本最低的脫碳方式，價格也將低于傳統(tǒng)能源。
氫能和鋰電將形成互補
燃料電池最初由德國科學家克里斯蒂安·舍恩拜因（Christian Schonbein）和英國科學家威廉姆·格羅夫（William Grove）發(fā)明。但是早期的燃料電池并不實用，主要是因為在使用過程中，電池的溫度和壓力都過高，很容易壞掉。英國科學家弗朗西斯·托馬斯·培根（Francis T.Bacon）在1932年制造了第一個實用的燃料電池。培根改進和發(fā)明了一種更加堅固耐用的組件，能夠應對高溫和高壓，這就是今天堿性燃料電池的雛形。
可以預見，隨著氫能與燃料電池技術(shù)成熟、產(chǎn)量規(guī)模提升、綠氫價格下降以及基礎設施的完善，燃料電池汽車有望具備整體競爭力，與鋰動力電池汽車將長期共存發(fā)展。
隨著光伏制氫成本突破20元/公斤的臨界點，代淑梅認為，氫能與鋰電將形成互補格局，在低溫工況、重載運輸?shù)葓鼍罢宫F(xiàn)獨特優(yōu)勢?！半m然目前氫能源面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)的不斷進步，這些問題都有望得到解決。例如，在氫能源的制取方面，隨著光伏、風電技術(shù)的發(fā)展，綠氫的成本有望進一步降低；在運輸和儲存方面，新的材料和技術(shù)也在不斷研發(fā)，未來有望實現(xiàn)更高效、更安全的運輸和儲存方式；隨著規(guī)模化的應用，氫能源車會持續(xù)降低生產(chǎn)成本。”該公司計劃三年內(nèi)將氫能產(chǎn)能提升至3萬噸/年。對于氫的來源，代淑梅認為，我國不同地區(qū)資源稟賦差異大，氫能源發(fā)展戰(zhàn)略更需“因地制宜”。
越來越多的國家關(guān)注到氫能帶來的重大機遇，并采用政策推動，盡快實現(xiàn)氫能的應用。我國是全球制氫大國，僅2022年，全國氫氣年產(chǎn)量已超3500萬噸，氫能供給潛力巨大。去年11月，中國首部《能源法》正式通過，氫能被納入能源管理體系。《能源法》提出，國家積極有序推進氫能開發(fā)利用，促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
免費授權(quán)技術(shù)：“工業(yè)血液”迎來春天
酒，一種古老的人造飲品，中國是世界上最早掌握其釀造技術(shù)的國家之一。人類對其主要成分乙醇（C2H5OH）的認知，有著一個循序漸進的過程。200年前，即1825年，英國化學家邁克爾·法拉第（Michael Faraday）率先通過合成方法制得乙醇。自那以后，乙醇的工業(yè)化生產(chǎn)開始興起，并逐漸贏得了“工業(yè)血液”的稱號。
在全球能源的激烈博弈態(tài)勢下，美國借助玉米乙醇，巴西依靠甘蔗乙醇，均已成功打造出年產(chǎn)量超6000萬噸的燃料乙醇體系。然而，鑒于我國人均耕地資源嚴重匱乏的現(xiàn)實國情，傳統(tǒng)的糧食乙醇發(fā)展路線并不適配。在此背景下，實現(xiàn)非糧乙醇路線的規(guī)?；a(chǎn)，已然上升為影響國家糧食安全保障、能源自主戰(zhàn)略推進以及化工產(chǎn)業(yè)鏈韌性鞏固的關(guān)鍵課題。
“除了用于醫(yī)療消毒、糧食酒精、合成橡膠、農(nóng)藥、洗滌劑等等之外，真正展現(xiàn)其戰(zhàn)略價值的，當屬作為汽油改良劑的燃料乙醇?！贝缑贩Q，這種含氧量達35%的可再生燃料，既能提升油品燃燒效率，又可替代10%的汽油，被國際公認為清潔能源轉(zhuǎn)型的重要選項。
事實上，乙醇汽油并不是一種新型化學產(chǎn)物，而是燃料乙醇和傳統(tǒng)汽油的混合物，現(xiàn)如今國內(nèi)對乙醇汽油采取的國家標準是汽油和燃料乙醇以9∶1比例調(diào)和而成的混合物。乙醇汽油燃燒時因為乙醇的含氧量比較豐富，有助于燃料的充分燃燒，還能替代對地下水有嚴重污染的抗爆劑甲基叔丁基醚（MTBE），所以排放的尾氣會比純汽油來得更環(huán)保。
目前中國乙醇汽油尚未全面推開，市場缺口巨大，至少還差2000萬噸產(chǎn)能。這場關(guān)乎國家能源命脈的技術(shù)突圍，正在重塑全球生物能源競爭格局。
“焦爐氣原本大多用于發(fā)電，甚至直接放散燒掉，但我們利用自有技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為乙醇，全球首套焦爐氣制乙醇裝置自2017年開始投產(chǎn)以來，運行平穩(wěn)，年產(chǎn)為10萬噸?！贝缑方榻B稱，在乙醇生產(chǎn)方面，該企業(yè)是華北地區(qū)最大的乙醇及醋酸酯生產(chǎn)企業(yè)，在非糧乙醇領(lǐng)域具有很大的份額。
中溶科技計劃在國內(nèi)加快推廣，將采用和合作伙伴共同投資、共擔風險、工藝包免費授權(quán)，以成本價提供催化劑的合作共贏模式，將煤制純凈乙醇加速推進到化工、農(nóng)化、新能源、醫(yī)藥中間體等生產(chǎn)鏈，降低全產(chǎn)業(yè)鏈成本。
“與中糧集團有比較大的不同，我們從 2009年開始非糧乙醇的研發(fā)，攻克了如醋酸加氫的腐蝕性等技術(shù)難題，走了一條從利用鋼鐵工業(yè)尾氣生產(chǎn)乙醇和煤基乙醇的新路徑。相比傳統(tǒng)糧食發(fā)酵乙醇成本降低25%~35%，在市場競爭中優(yōu)勢明顯，以此解決工業(yè)‘與人爭糧’的問題?！贝缑贩Q。
——轉(zhuǎn)自《第一財經(jīng)》