氢能应用或将在建材行业掀起“绿色风暴”

2022年 8 月，广东省佛山市首批氢能叉车获得型式试验认证并获牌照，氢能环卫车、氢能渣土车、氢能重卡、氢能翼展车等车辆陆续在当地投入使用。

据悉，目前蒙娜丽莎集团、新明珠陶瓷集团、恒洁卫浴集团等多家陶瓷企业与相关企业就氢燃料电池叉车运营方案进行了深入探讨，近期有望达成合作。

这是建材行业实现能源结构转型、构建绿色搬运体系、探索多元化碳综合路径的缩影，氢能在这条路径上扮演了重要角色。  

氢能重卡 中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司  李军良/供图

氢能在政策的支持与推动下，正逐步开始进入规模化发展阶段，它在建材行业的应用场景也呈现更为多元化的发展趋势。在高碳排行业能效提升的进程中，氢能的应用也引起了行业、企业的普遍重视。

在首批全国建材行业重大科技攻关“揭榜挂帅”项目中，中材节能股份公司与中科院大连化物所联合开展了“双供氢系统水泥窑炉烟气CO2转化利用中试验证平台建设”项目，在电解水制氢的基础上将氢气用于煅烧水泥熟料，同时与烟气中CO2反应制甲醇，目标是将20%以上化石燃料替换成氢气。目前这项研究进展顺利。  

2022年，40台智蓝氢燃料电池重卡（包含自卸车、牵引车）在北京市政路桥建材集团的“公转铁”建筑砂石料运输和城市基础设施建设运输场景中进入正式运行阶段。  

在佛山电器照明股份有限公司轰鸣的机器和高耸的货架之间，6台3.2t平衡重式叉车来回穿梭。与普通叉车以柴油、汽油、电力为主要动力不同，这些叉车通过应用氢燃料电池技术装上了一个低碳、强劲的动力系统。  

相关数据显示，2022年全国主要城市氢燃料电池汽车销量中，牵引车累计销售1326辆，同比增长253.6%，在重卡领域市场占比约为53.8%，居于主体地位；自卸车销售492辆，同比增长44.7%，在重卡领域市场占比19.96%，主要应用于续航里程较长的砂石骨料运输等应用场景；搅拌车累计销售52辆，在重卡领域市场占比2.11%。  

国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》中，提出了探索氢能在工业领域的多元化应用指导意见，这为氢能探索多元化的应用场景提供了顶层设计。  

工业和信息化部节能与综合利用司在3月23日赴河北张家口开展工业领域氢能应用专题调研时，有关负责同志强调，氢能作为现有能源形式的有益补充，已经成为助推产业绿色高质量发展、培育经济新增长点的重要战略选择，要有序发展氢能产业，积极稳妥推动氢能在工业领域的多元应用。  

随着“双碳”战略目标的推进，建材行业被赋予了转型发展的新定位，亟需解决短中期减排成本上升与绿色转型发展之间的矛盾，同时加速探索深度脱碳的创新之路。

在建材行业推广氢能，既可以减少建材行业在生产运输过程中产生的碳排放，还可减少建材行业对不可再生能源的消耗量，实现能源结构转型，助力行业碳达峰碳中和。  

以氢能重卡为例，相对于传统的燃油重卡，氢能重卡与电动车一样具有零排放优势，每使用1kg氢气替代汽、柴油，可减排10～15kg二氧化碳，且无碳氧化物及颗粒物的排放。氢能重卡还具有续航里程更长，车辆启动、加速更快、中短途应用优势更明显等特点，可以满足建材行业对重卡的行驶路线相对固定、货物运量相对稳定等要求。另外，氢能重卡在建材行业的应用不但可以发挥其中短途应用优势，还能减少加氢站建设数量，降低氢能重卡的使用成本。  

氢能叉车作为新型清洁能源工业车辆的代表，既有燃油叉车功率高、动力大、强度高、抗恶劣环境能力强的特点，又克服了其碳排放与尾气排放污染等短板，解决了电动叉车能源补给便捷性等问题，契合包括陶瓷企业在内的建材行业用户对搬运工具的全面诉求。  

氢气作为熟料烧成燃料具有广阔的应用前景。伴随着电解水或者光解水/醇技术的发展，水泥厂可以自建电解、光解水/醇制氢装置，用于生产水泥窑燃烧及CCU需要的氢气。最后，在窑尾辅助于烟气中二氧化碳捕集，可实现熟料生产零碳排放。  

相关专家认为，使用氢气作为燃料，可降低水泥制备过程中煤炭源二氧化碳排放量。当氢气全量替代燃煤作为燃料，可削减熟料烧成过程35%二氧化碳排放量。氢气作为燃料有助于水泥行业低碳绿色发展，环境和社会效益显著。此外，氢气是二氧化碳利用的重要原料，可与水泥厂捕集的二氧化碳化学合成甲醇、乙醇、烃类等化工产品。  

氢能是一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源，也是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想媒介。

由于氢能产业涉及制、储、运、用多个环节，在制取、储运、加注、应用等方面的技术研发难度高，产业链延伸性长，现实中氢能在建材行业的大规模推广应用仍面临制氢、用氢技术不成熟，企业用氢成本高等瓶颈。  

目前绿氢的制取主要有两种较为成熟的技术路线，分别是电解水制氢和光解水制氢。我国常用的制氢技术为电解水制氢。与电解水制氢相比，虽然光解水制氢的成本较低、能源转换效率较高，但未形成市场规模。因此我国要加大对制氢、用氢技术的研究力度，推动氢能进入建材行业生产的全流程。  

在用氢成本层面，由于上游企业制氢技术难度大、产业化程度不高，中游加氢站等基础配套设施建设不完善，各地的氢气价格无法做到统一，下游建材企业购氢设备费用高等种种因素，造成氢能在建材行业的推广举步维艰。  

面向未来，氢能将成为应对气候变化、推动能源转型和促进产业升级的有力抓手。可再生能源的快速发展和电解水制氢技术的不断进步，目前已经形成电-氢-电（燃料发电和燃料电池等）、电-氢-化（绿氢、绿氨与化工耦合等）脱碳路径。提升绿电供应稳定性，降低绿电、绿氢成本，合理配置“源网荷储”“风光氢储”是制氢与氢能源产业努力方向。  

今年两会期间，全国人大代表、中国石化中原油田执行董事、党委书记张庆生表示，要进一步优化国内氢能产业链布局结构，延续氢能交通领域支持政策，同时重点推动绿氢在工业应用方面有关鼓励及支持政策的出台。  

尽管我国从“顶层设计”出台政策方针，但我国氢能行业总体仍处于发展初期，在终端能源消费量中占比仍然很低。受限于多方面的因素，氢能行业尚未形成全产业链与合力，未能全面推动生产生活进步。  

制氢与氢能源产业上游企业坚持技术改进升级，降低制氢成本；中游完善加氢站等基础设施建设，为建材企业用氢提供便利的使用条件；政府加大对下游建材企业用氢的补贴力度，引导建材企业由传统能源向氢能等新能源转型。只有产业链上下游联动，才能合力积极稳妥推动氢能在工业领域的多元应用。