加氫母站的局域網和朋友圈

 加氫母站的工作人員正在例行巡檢各項運轉參數。

在濟南市萊蕪區泰山鋼鐵集團的廠區外，有一座加氫站，是全國第一座鋼鐵行業副產氫純化管道供氫加氫母站。它“吸”進煉焦副產煤氣，“呼”出純度高達99.999%的燃料氫，成為全省氫能運用樣板項目。現在，這家民營鋼企正與科研機構合作，準備用城市固廢制取本錢更低的氫動力，“以氫代煤”煉鋼，運送逐漸用氫能轎車，展開氫能示范運用。

我省“十強工業”行動計劃提出，要推動新動力工業體系建造，加強關鍵技能攻關突破。按照問題導向、需求導向原則，聚焦氫能、儲能等重點范疇，引導和支持優勢企業單位加強關鍵范疇和薄弱環節技能攻關。記者以泰山鋼鐵集團為樣本，進行了考察查詢。

“與氫共舞”15年

在加氫站的西南角，管道延伸到鋼廠內部。這個全流程煉鋼企業每小時都會產生5萬立方米的煉焦副產煤氣，俗稱焦爐煤氣。“里邊氫的含量在52%左右，還有一氧化碳、甲烷等其他成分。”加氫站站長李學震一邊巡檢一邊介紹，這些粗細紛歧的管道和高高低低的罐體，是與加油站、加氣站最大的區別，這套復雜的設備是工業廢氣變成清潔動力的關鍵一環。

事實上，這家鋼企制備氫氣的歷史已有15年，之前是在軋鋼過程中作為退火保護氣來用。“退火就是降溫硬化，來改進產品的組織，通常就是用氫氣。”泰山鋼鐵集團技能研發中心副主任任來鎖長時間與氫氣打交道，開始，他們用液氨分化制氫，這種危化品氣味沖鼻，一旦走漏損害極大。2007年，泰山鋼鐵進行工業升級，引進了國外的先進配備，這條新式冷軋生產線，需求純度在99.99%以上的氫氣作為退火保護氣。

“咱們當時決議拋棄液氨制氫的老路，從焦爐煤氣里提取氫氣。”任來鎖說，他們出資上馬了省內第一個制氫站，將煉焦副產煤氣通過變壓、吸附，產出氫氣，每小時產量可達1500立方米。而此前這些工業廢氣大多一燒了之，最多用來發電。完成資源化運用后，替代了高風險、高本錢的液氨分化制氫，也下降了碳排放。這個制氫站安穩運轉至今，積累了大量氫氣制備、運用、保護等相關經歷和技能。

構建氫能供應“局域網”

近兩年，氫作為新動力異軍突起，山東在國內首先出臺省級層面的氫能工業中長時間發展規劃，并在2021年聯合科技部實施“氫進萬家”科技示范工程。“與氫共舞”十多年的泰山鋼鐵，深知新技能、新動力的價值。“從大趨勢來說，氫能是重要方向。咱們有得天獨厚的優勢，努力創造氫氣的運用場景，像廠內物料轉運、原料和產品運送等，首先作一些實驗和嘗試。”泰鋼集團黨委書記、董事長王永勝以為，氫能的春天來了，泰鋼有經歷、有資源、有技能，經過多次論證，決議再一次“吃螃蟹”。在工業制氫的基礎上，出資近6000萬元建造加氫母站，選用“前站后廠”的模式，進一步延伸氫氣工業鏈，進步工業廢氣的附加值。從源頭破解氫能工業的發展瓶頸，面向周邊城市構建氫能供應“局域網”。

“盡管都是氫氣，但工業氫氣和車用氫氣徹底不是一個概念。”任來鎖介紹，按照2011年的國家標準，工業氫氣僅僅分為純氫、高純氫和超純氫，對總烴、總硫、甲醛、甲酸、氨、總鹵化物、顆粒物濃度等都沒有規則。用于軋鋼時，這并無大礙。但用于轎車，這些“雜質”會直接導致質子交流膜燃料電池“中毒”，成為“喪命殺手”。因而，2018年的車用氫氣標準，對水分、氧、氮等15項目標進行了詳細規范，2021年增加到16項。

在泰鋼加氫母站的內地，成群的罐體通過粗細不等的管道連接。“這是純化吸附塔，每個塔內的填充料都不同，濾除不同的元素。”任來鎖解釋，純化原理和凈水器類似，靠十幾種“濾芯”把氫氣里邊的各種“雜質”過濾掉。

“咱們選用兩級純化，一級純化篩掉氮、甲烷、顆粒物等成分;二級純化進一步對燃料電池敏感的元素成分精準脫雜，保證十多項目標都符合國家標準。”任來鎖表示，從氣體中除掉十幾種雜質，難度很大，因而選用了兩級純化的工藝“雙保險”。但更難的是檢測，詳細的含量參數控制在國家標準以內，就比如一個人站在大型地磅上稱體重。

在輸氫管道上，分出一根細小的取樣管，工作人員翻開閥門，氫氣就流入取樣容器內，然后在實驗室進行檢測，可以實時在線取得車用氫氣的各項目標。這樣一個檢測實驗室耗資數百萬元。作為密度最小的氣體，每千克氫氣的體積為11.2m³，有必要緊縮才能便利儲存。在進入加氫機之前兩級加壓，在35兆帕高壓下，氫氣的體積縮小到本來1/343。除了直接為轎車加氫，還可以通過長管拖車輸送到周邊的加氫站。

下流企業接連不斷

加氫母站投產時，我國重汽等三家車企向泰山鋼鐵提供了10輛氫動力重卡，進行試運營，驗證相關數據。以我國重汽的C7H重卡為例，6個氫瓶8分鐘注滿，續航可達420公里。“按照現在的政府指導價每千克35元，氫燃料本錢和柴油根本相等。”任來鎖說，但氫動力轎車的購置本錢太高，大約是純電動重卡的2倍、柴油重卡的4倍。“純算經濟賬，現在還是沒賬算。”

這個加氫母站建成之后，工業鏈下流企業接連不斷。“找上門的不下十家單位，包含LNG運送企業、新動力車企等。”任來鎖表示，現在一天可供應車用氫氣2噸，滿意100多輛車的加氫需求，年產能為750噸。根據市場需求，后期可進步到2萬噸。

王永勝介紹，為低本錢、規模化供氫，現在正與浙江中科運用技能研究院合作，用城市有機固廢制備氫氣，每年能“吃進”10萬噸廢物，“吐出”2億立方米氫氣，本錢降到20元/公斤左右。一起，與我國鋼研集團聯合成立氫能研究院，建造30萬噸氫冶金項目，研究“以氫代煤”煉鋼鐵，在提高鍛煉效率的一起，大幅下降動力消耗和碳排放。依托加氫母站，還將連續投運氫動力轎車，展開氫能重卡示范運用，探究大宗物品清潔、綠色運送的新路徑。大眾日報作者：趙國陸

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加氫母站

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