中国冶金报 中国钢铁新闻网
记者 刘加军 实习记者 贾林海 报道
实习记者 朱亚明 摄影
2020年8月，全国钢铁行业第一座固定式加氢站在河钢集团（以下简称河钢）邯钢公司正式投入运营，同时配套1400标准立方米/小时制氢工厂至加氢站的输氢管道投入使用。同年12月底河钢集团唐钢公司的第二座加氢站投运；
2021年7月，钢铁行业第一批35辆氢能重卡大规模投入运营，走出零排放物流模式；
2022年4月，河钢与其他企业就曹妃甸到迁西全氢能运输签订协议，成为钢铁行业第一条氢能物流外包项目；
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“河钢长期坚持绿色、低碳发展的理念，打造出世界最清洁钢厂；河钢有制氢技术，有充足的氢源，还有丰富的重卡使用场景，于是便探索并实践氢能产业发展以及其在冶金行业的应用，包括氢能物流、氢冶金等。”9月15日，《中国冶金报》记者来到河北唐山海港经济开发区，河钢工业技术服务有限公司（以下简称河钢工业技术）能源事业部常务副部长吉洪潮向我们道出了河钢“氢”的数个“第一”。
2020年8月28日，河钢集团首座加氢示范站在邯郸投运。这是我国钢铁行业首个固定式加氢示范站，实现了国内49吨氢燃料电池重卡同步运营。
此前的2019年11月7日，时任世界钢铁协会第41任主席的河钢集团董事长、党委书记于勇在接受《中国冶金报》记者专访时指出：世界钢铁的发展正由中国引领。未来，在重大技术改造、能源介质、重大工艺革新上，要有“中国印记”。
显然，今日河钢在布局氢能产业与绿色低碳发展的时代命题上，已经走在了先行者的位置上，正在引领着冶金能源结构的跨时代变革。
多元化制氢——奠定氢能产业发展基石
氢是地球上最丰富也是最清洁的元素，燃烧后的物质是水。不过，在自然界中却基本没有纯氢存在，最常见的含氢物质就是水。那么，钢铁工业发展氢能，氢从哪里来？
据河钢工业技术能源事业部高级经理陈波介绍，我国目前国内主要氢气来源是煤制氢、天然气和甲醇重整制氢、工业副产气提纯制氢和电解水制氢。其中，电解水制氢的氢气品质最好，但成本也是最高的。
焦炉煤气提纯制氢是钢铁行业的主要氢气来源。“生产一吨焦炭可产焦炉煤气410立方米，河钢拥有丰富的工业副产氢资源。制氢工厂的建设和多元化制氢的布局为区域提供了高品质、低成本的可靠气源保障。”在吉洪潮看来，大量的副产氢资源是河钢发展氢能的底气。
“以每辆氢能重卡车每天消耗40公斤氢气测算，目前的河钢副产氢气潜在产能可满足近2万辆氢能重卡连续不间断跑一年的加氢需求。”吉洪潮比喻说。
通常纯度等于或高于99.999%的氢气，被称为高纯氢。目前，河钢在河钢集团唐钢公司和河钢集团邯钢公司已分别建成一套制氢能力分别为1400标准立方米/小时和1600标准立方米/小时的中小型制氢装置，氢气纯度就以高纯氢为标准。
“另外，河钢集团唐钢气体公司在唐山也投运了一套LNG联产氢气生产装置，氢气产能达到1000标准立方米/小时。”吉洪潮继续介绍道，这套装置可以为唐山地区前期氢能重卡的商业化运营提供阶段性的氢气保障。
2021年7月5日，河钢集团唐钢公司加氢站及30辆氢能重卡投运。
从钢铁行业整体来说，我国每年有4亿吨以上的焦炭产能，1640亿立方米焦炉煤气，其中有约900亿立方米低成本、副产氢气。
陈波也直言，焦炉煤气制氢技术路线目前已非常成熟，但在制氢效率、氢气纯度、降耗降本、催化剂效率等方面仍有较大的提升空间，“河钢将与相关企业合作，在现有基础上，进一步开发低成本制氢技术、降低电耗技术、降低投资设备成本技术等。”
可以说，河钢的实践已经为钢铁行业蹚出了一条低成本制氢之路，并将进一步提升成本竞争力。
利用太阳能、风能等可再生能源电解水制氢，就是所谓的“绿氢”，目前方兴未艾。不久前，随着河钢与宝马展开合作消息释出，“绿钢”一词刷屏朋友圈，与其紧密相关的两个词条即是“绿电”和“绿氢”。从河钢氢能产业整体发展来看，提高“绿氢”供应比的关键措施就是推进风光荷储一体化建设。
“采用风、光、水等可再生能源电力电解水制氢，具有可持续、无污染、零碳排放等优势，在适用性、环境效益和能源效率等方面均具有技术优越性。”吉洪潮表示，这种制氢技术将是未来主流的发展趋势。
为此，河钢将发挥张家口风电及光伏可再生能源丰富的优势，在河钢集团张宣科技加快实施全球首例120万吨氢冶金示范工程，建设风、光可再生能源制绿氢的工厂。
2021年5月10日，河钢宣钢氢能源开发和利用工程示范项目开工仪式举行，标志着全球首例氢冶金示范工程正式启动建设。
氢气来源及技术有了，接下来要解决“够不够用”的问题。
“我们计划到2025年，在京津冀地区建设不少于10座的制氢工厂，多元化制氢能力达到43万标准立方米/小时。”陈波介绍，氢气供应能力将辐射京津冀区域及周边地区。
氢能重卡——打造京津冀新能源运输网络
在京津冀地区，柴油车对环境的影响是长期存在的突出问题，尤其是在港口、码头、工业园区等区域，重型柴油车密集。据统计，柴油货车保有量虽然只占全国汽车总量的7.9%，但其一氧化碳、碳氧化合物、氮氧化物、颗粒物的排放量却分别占汽车排放总量的10%、18.8%、60%、84.6%以上。能否从源头上控制污染、让环保压力本就不小的京津冀喘一口气？
河钢找到了柴油车的最佳替代者，即氢能重卡——加的是氢，产的是电，排的是水。
但是，一项新技术的应用是否成功，最核心、最关键的因素在于成本。因此，氢能重卡的成本始终是其与柴油重卡、电动重卡相比较最多的问题。
“从运营端来看，今年5月份以后，氢能重卡运营成本已经与柴油车持平了；如果柴油价格保持现状，后期氢能重卡随着氢气成本的进一步降低，其运营成本将明显低于柴油车。”吉洪潮进一步分析，“不过，与电车相比，从百公里能耗来看，氢能重卡与电车还有80元的差距，不过这一部分的差距在制氢工厂规模化投产后将明显缩小。”
除了技术进步本身降低氢气生产成本外，在运输方面：一是通过制氢本地化，降低氢气运输成本；二是通过管道输送，降低氢气运输成本。“至少降低6元/公斤氢气运输成本，可以进一步将氢气价格降低至22元/公斤，”吉洪潮认为。
“从购车端来看，目前氢能重卡的价格优势并不明显。”吉洪潮坦言，“原因在于：一方面，氢能重卡制造销售规模还没上来，规模上来后整车制造价格相对就会下降。另一方面，氢燃料电池成本随着技术升级及国产化降得非常快，这一部分成本降下来后，氢车价格可做到与电车价格基本相当。”
“我们预判，2023年—2024年，氢能重卡的全生命周期成本将与柴油车持平。”陈波认为。
“虽然目前氢能重卡在成本方面较柴油车、电车更高，但一系列补贴、奖励、碳汇等政策也已在陆续出台中。受限于加氢基础设施、氢气供给等因素，短期内氢车和电车仍将保有各自优势。”吉洪潮认为，氢车是最终选择。
9月16日晚，中国冶金报社记者深入河钢集团实地采访。
记者在加氢站看到，搭载10瓶组35兆帕车载储氢系统的氢能重卡从驶入加氢站到加完氢气驶出加氢站，只需要15分钟即可完成加注。
“我们做过一个经济模型测算：在长距离运输方面，氢能重卡优于电车，短道则应用电车。从经济性来说，由于电车需要更长的充电时间，这导致其实际使用效率远低于氢能重卡，综合测算，两者经济性相差不大。”陈波说。
氢能重卡推广应用的另一大前提，是加氢网络的布局。“2020年8月28日，河钢第一座加氢示范站在河钢集团邯钢公司厂区内投运。这座加氢示范站的建成为我国氢能产业的发展开辟出一条除城市公交、城市物流外，全新的服务于工业企业的重卡运输示范道路。”吉洪潮认为。
2020年12月，河钢第二座加氢站在位于唐山的河钢集团唐钢公司投运。除了有距离运输场景近的地理优势外，加氢站选址唐山的另一大原因在于，唐山有制氢工厂，百公里范围内氢气运输较为便捷。
为此，河钢将加快布局加氢站网络，实现“两横、一纵、一沿线”加氢网络布局，推动京津冀地区的“柴改氢”进程实现突破性进展。唐山地区2022年底将完成10座加氢站建设，到2025年，初步构建加氢站网络，建设不少于30座加氢站。
“仅唐山市就注册有重卡8万余辆。唐山市对环境治理的力度不断加大，虽然现在钢厂正在逐步退城搬迁，但实现碳减排还要从根本上解决，氢能重卡应用对整个京津冀地区乃至全国的环境改善都是非常必要的。”陈波补充说道。
氢能物流是最为高效和切实可行的实施路径。
记者来到加氢站时，一辆49吨级氢能重卡正在通过35兆帕加氢机进行加注。大约一刻钟的时间，30多公斤的氢气就注入到了氢能重卡的储氢瓶中。
“在这座加氢站建设的基础上，河钢集团唐钢公司氢能专线投入运营。”吉洪潮介绍，这条氢能专线不仅助力了河钢唐钢环保评A，也是我国首条市场化、商业化运营的氢能专线。
在这条氢能专线的基础上，河钢还推广了另外2条氢能专线。“不同于第一条氢能专线往返距离只有25公里，另外2条都是中长途运输距离，往返距离在150公里左右。”吉洪潮介绍，无论是中短途还是中长途，都验证了氢能车辆的可靠性。
氢能专线的投运彻底解决了电动重卡续航里程“焦虑”和运输效率不高的问题，充分体现了氢能重卡的优越性。目前，运行车辆氢耗逐步降低，加氢站的运行效率也不断提升，车辆的运行效率也越来越高。
目前，河钢集团运营了3条氢能重卡运输专线，合计推广运行50辆49吨氢能重卡。累计加氢314.7吨，运输310万吨，行驶里程258万公里，平均氢耗12.2公斤/100公里，CO2减排约6500吨，颗粒物减排52吨。
2021年9月30日， 河钢工业技术与中溶科技签订氢能技术战略合作协议。
河钢陆续拓展集团内部和津西钢铁、东海钢铁、燕山钢铁、唐山港集团等企业新能源运输业务，形成重点行业、重点企业的新能源运输网络；将打通唐山京唐港至承德、唐山至天津等京津冀城际新能源运输线路，构建京津冀一体化新能源运输网络。
“2022年底，河钢推广运营49吨氢能重卡运营数量将达到1000辆，成为氢能重卡运营市场的引领者。”吉洪潮说。
目前，河钢本着“以技术创新为核心驱动力”的发展理念，全面推进“一院（中心）、一平台、十基地、三十站、万台车”进程，实现氢的制、储、运、加、用等氢能关键技术产业化应用。
一张覆盖京津冀地区的巨大新能源运输网正在逐步形成。
各显其能——共建高质量氢能产业生态圈
“近年来，河钢不断探索创新氢能车辆运营商业模式，联合产业链上下游企业，为企业提供切实可行的氢能车辆应用方案。”吉洪潮道出了河钢氢能重卡应用的远景目标——构建高质量氢能产业生态圈。
一个产业生态圈，至少包括生产、储存、运输、研发、应用等完整的环节。
“以河钢为主导的氢能产业生态圈各部分是一种团结协作、优势互补的战略合作关系。”陈波认为，在这个产业生态圈中，车辆主机厂和核心零部件企业提供了性能可靠且具有成本竞争优势的氢能车辆；金融合作方为购车提供资金支持，并为用户提供了适用不同商业模式的金融方案；河钢联合对氢能重卡具有丰富运营经验的企业，共同提供车辆运营服务；应用端企业不仅能满足钢铁主业生产，还能满足碳减排需求。
2021年8月28日 河钢工业技术与津西钢铁签定氢能技术战略合作协议。
河钢开拓外部市场的第一颗硕果结在了津西钢铁。2021年8月28日，河钢工业技术与河北津西钢铁集团股份有限公司举行氢能产业合作协议签约仪式，双方就氢燃料电池重卡推广应用、加氢基础设施建设、氢气供应等达成一致合作意见，双方共同推动氢燃料电池重卡应用推广。
“这条专线的建成得益于很多合作单位的共同支持。氢能重卡运行成本相较油车、电车较高，所以要真正的商业化运营必须产业链企业共同合作才行。从北汽福田、开沃汽车、三一重工等主机厂到燃料电池领域的亿华通、北京氢璞创能、东方电气、未势能源、上海重塑，再到储氢瓶生产厂的安瑞科等企业，各个企业共同协作，实现了车辆购置成本和运营成本的大幅降低，合力打造了这条氢能专线。”陈波感慨。
“目前，我们为津西钢铁建设的2座加氢站正在稳步推进中，可以满足50辆氢能重卡的加注需求。”吉洪潮介绍了近期在市场开拓方面取得的成绩，“今年上半年，我们河钢工业技术在集团内部与5家子、分公司达成氢能战略合作或签订了绿色智慧物流总包服务协议，同时还吸引了东海钢铁集团等10余家企业伸出橄榄枝。”
在加氢网络的建设方面，河钢选择了中石油作为合作伙伴。“今年7月份，河钢与中国石油联合成立河北昆仑大河新能源有限公司，重点推进河北省加氢基础设施建设，以唐山为起点，围绕省内主要物流运输通道、港口等，在全省范围内建设市场化运营的加氢站100座以上，预计到2022年底，49吨氢能重卡运营数量将达到1000辆。”吉洪潮对氢能网络建设充满期待。
可以预见，未来在高速公路的加油站、服务区旁，也会有加氢站，加氢会像加油一样便捷。
在管道运输方面，河钢工业技术与中国石油天然气管道工程有限公司 共同规划唐山市管道输氢线路。以唐山制氢工厂为中心，建成辐射迁安、迁西、滦县、曹妃甸和京唐港的输氢管道局域网，覆盖唐山地区重点物流运输线路。同时，配合液氢和固态储氢等多元化氢气运输模式，有效降低不同场景运输成本。
2021年7月5日，河钢集团氢能重卡投运全国首发式在河钢集团唐钢新区举行，标志着我国首条市场化运营的氢能重卡运输线正式投运。
当前，在全球能源向清洁化、低碳化、智能化的发展趋势下，河钢一直是氢能产业的倡导者和践行者，河钢正以氢气制备、氢气储运、氢能物流、氢冶金等全流程项目建设为突破口，加快打造全国最具代表性和示范性的氢能利用产业体系。
2022年9月2日，首届世界氢冶金技术交流大会在河北省崇礼举行。
正如于勇所言，“仅仅钢铁生产过程本身的绿色化是远远不够的，只有从源头——制氢开始，实现绿色生产，才能真正实现绿色发展。”
2022年9月2日由河钢集团承办、以“氢启未来”为主题的氢冶金标准联合工作组成立暨首届世界氢冶金技术交流大会在张家口崇礼举办。会上河钢集团向行业展示了河钢在氢能应用特别是氢冶金方面的探索和实践。氢冶金技术的创新与应用，将带来传统钢铁冶金技术的革命性变革，使得钢铁生产摆脱对化石能源的绝对依赖，从源头上解决碳排放的问题。显然，在氢冶金方面，河钢已经为世界钢铁的绿色发展打上了“中国印记”。
