氢燃料电池车为冬奥添绿
“绿色办奥”是北京冬奥会重要的办奥理念，低碳则是北京冬奥会的一个重要目标。北京冬奥组委在发布《北京2022年冬奥会和冬残奥会低碳管理工作方案》时就提出，以低碳能源、低碳场馆、低碳交通、低碳标准为主要目标，实现北京冬奥会低碳目标。其中低碳交通部分强调，用于赛事服务的客运车辆基本使用新能源，积极推动符合相关车型目录氢燃料车辆的示范应用，同时建设配套的加氢站等。记者了解到，北京冬奥会将示范运营1000多辆氢燃料电池车、30多个加氢站。比赛期间，延庆赛区和张家口赛区将有700余辆氢燃料大巴车投入使用。
此前已有多家服务于北京冬奥会的氢燃料电池车制造厂商进行了交付。1月5日，国家电投集团举办了2022年北京冬奥会氢能客车出征仪式，百余辆搭载“氢腾”燃料电池系统的氢能客车与200余人的运营及保障团队整装待发，即将开启冬奥会及冬残奥会延庆赛区的交通接驳工作。这种氢能客车续航里程达630千米，能实现-30℃低温启动，满足低温运行要求。相较传统化石能源车辆，氢能客车每行驶100千米，可减少约70千克二氧化碳排放。2021年12月15日，搭载国家电投氢能公司自主研发“氢腾”燃料电池系统的30辆宇通氢能大巴正式交付。同年11月12日，丰田汽车与北京冬奥组委共同举办2022年北京冬奥会和冬残奥会赛事服务车辆交付仪式，交付赛事服务车2200余辆，其中包括丰田首次在中国大规模投入使用的第二代氢燃料电池车。丰田与北京汽车股份有限公司、北京亿华通科技股份有限公司合作开发的北汽福田氢燃料电池巴士也将在本届冬奥会上投入使用。
亿华通研发的大功率氢燃料电池发动机。(丁青松 摄)
北汽福田此次为北京冬奥会赛事提供保障工作的1200多辆客车中，氢燃料客车有近500辆，将为北京、延庆、张家口三个赛区的运动员、工作人员、志愿者、媒体记者等提供接驳服务。目前，所有车辆都已交付并完成调试入场，在延庆赛区使用的200多辆氢燃料客车配载全气候耐极寒动力电池以及双电机无动力中断驱动系统，确保客车在低温环境下顺利启动并保持续航。他们开发的氢燃料电池系统效率最高可达60%，续航里程达到600千米以上，氢气加注时间仅为10~15分钟。氢燃料电池所产生的废热还可以进行循环利用，为车内采暖和前风窗除霜、除雾，使氢燃料客车运营成本进一步降低。
在氢燃料电池车相继交付的同时，加氢站及其他氢能源汽车基础设施也陆续投入运营。
1月6日，国内首座站内氢气检测实验室——中国石化西湾子氢气检测实验室在河北崇礼正式投运。该实验室能完成燃料电池氢气的13项典型指标检测，为保障冬奥会氢能质量安全可靠提供技术支撑。车用氢燃料电池对氢气质量要求很高，氢气的质量直接关乎车辆的使用性能和寿命。《质子交换膜燃料电池车用燃料氢气》国标要求电池车用燃料氢气纯度为99.97%，且对氢气中的一氧化碳、甲醛等13项杂质含量都有严格的规定和限制。在西湾子氢气检测实验室，从站内加氢枪取样到完成典型指标检测，整个过程仅需2小时。
2021年12月29日，国内首个满足加氢站国标要求和防爆认证的70兆帕一体式移动加氢站在河北万全油氢电综合能源站交付并投入使用。2021年9月，中国石化北京庆园街加氢站、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4座服务北京冬奥会的加氢站投入运营。河北崇礼西湾子加氢站距离冬奥会张家口赛区仅15千米，是进入赛区的重要交通枢纽。该站日供氢能力1000千克，设有加氢机两台，可同时满足35兆帕、70兆帕氢燃料电池车加注需求。冬奥会期间，该站将为35兆帕氢能公交、70兆帕氢能中巴车等冬奥用车提供服务，同时还可服务物流卡车、氢能清扫车等多种氢能车辆。
这4座加氢站的氢气供应全部由燕山石化承担。2020年3月，燕山石化北京冬奥会氢气新能源保供项目建成投产。该项目于2019年10月启动，采用国内成熟的变压吸附氢气提纯技术，新建一套2000标准立方米/时氢气提纯装置。氢气提纯装置开车成功后，氢气纯度达99.999%。目前，燕山石化氢气新能源装置高负荷运行，实现24小时连续充装，平均每天向北京及周边地区市场稳定供应电池氢产品近2吨，单日最高出厂量近3吨。
华北石化燃料电池氢项目。(冯时 摄)
此外，中国石油也为北京冬奥会建成投用河北太子城加氢站、北京福田加氢站、北京金龙综合能源服务站和河北崇礼北油氢合建站4座加氢站，冬奥期间日供氢能力将达到5500千克，可为近千辆氢燃料电池车提供服务，预计行驶里程超过200万千米。中国石油所属华北石化建设了副产氢提纯项目，包括500标准立方米/时和2000标准立方米/时两套副产氢提纯装置，产出氢气纯度达到99.999%以上。2021年12月27日，华北石化生产的首批次390千克氢燃料，在北京福田加氢站为数十辆氢燃料电池车提供加注服务，为2022年北京冬奥会提供清洁能源。
这些加注到氢燃料电池车中的氢气是从含氢工业副产气中分离提纯出来，所采用的变压吸附氢气提纯技术来自西南化工研究设计院有限公司。该项技术具有变废为宝的神奇功能，还是一项节能降耗的技术。通过变压吸附技术应用副产氢回收制备燃料电池车用氢气，既可利用重整气、裂化气等高氢含量氢气，也可利用歧化尾气、干气、塔顶含氢气等低氢含量氢气，让煤化工企业、氯碱企业产生的焦炉煤气、兰炭尾气、驰放气等，都变成氢能的原料。2021年9月，西南化工研究设计院有限公司与华北石化签订2000立方米/时氢气提纯装置合同，该项目是中国石油示范性氢能项目，可同时满足高纯氢和燃料电池氢气标准。
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本期责任编辑：李虹
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