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                        	灰氫之后是綠氫 ——華電重工的氫能技術研發故事                        
                            
                        
      							
                            發布時間：2023-01-13 10:24:29					
                            文章來源：科技日報
                      
      

                        
      
                        	灰氫之后是綠氫——華電重工的氫能技術研發故事                        
      

						
						
      
            				
      【創新故事】
      隆冬時節，內蒙古華電達茂旗20萬千瓦新能源制氫示范工程項目的土建施工正在如火如荼地進行。負責建設的，是中國華電科工集團有限公司華電重工氫能事業部。

      (資料圖片)
      隨著“雙碳”目標的提出，氫能作為清潔高效的二次能源備受關注。根據生產來源和生產過程中的排放情況，氫能又被分別冠名為灰氫、藍氫、綠氫。
      “綠氫燃燒時只產生水，從源頭上實現了二氧化碳零排放，是純正的綠色新能源。”中國華電氫能技術研究中心常務副主任、華電重工副總經理白建明日前告訴科技日報記者，達茂旗項目將使用華電重工自行開發、設計、生產的1200Nm^3/h堿性電解水制氫設備制備綠氫。為研發制氫設備的關鍵核心技術——高性能大型電解槽，項目團隊已奮斗十余年。
      首個項目來自揭榜攻關
      2012年，煤炭清潔利用成為熱門話題。42歲的白建明帶著三四個人，籌建華電重工煤化工事業部并擔任總經理。
      當時，白建明已在電力設計部門工作十年，設計過60萬千瓦的火電機組。雖然有著豐富的工程設計經驗，工程設計思路也大致相同，但煤化工畢竟屬于化工行業。白建明帶領單小勇等初創團隊成員，采用最笨的辦法——每人買來十幾本煤炭清潔利用、化工煉油等方面的書，惡補化工方面的知識。
      氫氣提取是實現煤炭清潔利用的關鍵。常見的氫氣提取方法有多種，白建明和團隊卻希望打破常規——不僅要提取氫氣，還要使氫氣與高溫煤焦油發生反應，制取高品質的柴油及石腦油，實現“變廢為寶”。
      幾個月后，他們通過計算機模擬，做了初步驗證，接著請專家把脈，進一步細化技術方案。
      2013年的一天，白建明無意間從電視上看到，因為夜晚偷排煤炭焦化產生的煤氣，河南一家焦化廠被曝光了。
      焦化廠的副產品是焦爐煤氣和煤焦油，焦爐煤氣直接排放于大氣中污染環境；產生的煤焦油要么被填埋，要么被簡單利用，附加值很低。
      白建明馬上意識到，煤焦油加氫技術有了用武之地。他找到該焦化廠，揭下了攻關的“榜單”，并簽訂了“軍令狀”。這也是事業部的首個項目。
      要將思路及技術實驗方法變成現實，首當其沖是找個設計院。
      因為突破了常規設計方法，一般設計院不敢接單，好不容易才有一家化工設計院應承下來。
      最初合作很順利，然而隨著設計的深入，對方認為項目可操作性不強，也不想承擔風險，退還了設計費。
      工期本身就吃緊，設計院的中途退出，讓大家慌了神：項目如果不能如期完成，將面臨高額罰款。
      沒有退路，白建明和團隊只能邊研究技術邊做設計。幾個月后，設計做完了，真實場景的試驗開始了。
      因為氫能專業技術儲備不足，相關裝備制造與工程設計經驗不豐富，調試中難免遇到種種問題。比如管道閥門選型不對、氫氣發生泄露等。
      經過及時調整，項目終于如期完工了。當產品做出來的那一刻，對方董事長流淚了——這不僅解決了企業的減排問題，還真正實現了物盡其用。
      項目大獲成功，很多人聞訊后上門來找白建明。依靠轉讓技術工藝包，2014年，事業部年盈利上千萬元。
      在別人放棄的時候堅持走下去
      接下來，形勢又發生了變化。
      焦爐煤氣中提取的是灰氫，作為煤炭焦化過程中的工業副產品，生產過程中會排放二氧化碳等溫室氣體。2016年，政策上減少對煤炭行業支持，轉而鼓勵發展可再生能源。中國華電隨之大力推進可再生能源布局。
      沒有了訂單，自負盈虧的事業部首先面臨人員工資發放難的問題。團隊成員在互相勉勵、共克時艱的同時，堅持苦練內功，通過大量的調研與分析，尋找適合自身發展的突破點。
      在接下來的四年半里，單小勇等團隊成員承擔了集團十余項科技攻關項目，圍繞國內規模化制綠氫的首選技術路線——堿性及質子交換膜水電解制氫方法開展攻關，并通過與風電、光伏、水電等可再生能源的耦合，打通綠電制綠氫的工藝路線。
      水電解制氫，通俗地說，就是通過電解的方式，將水分子分解成氫和氧。大型化、高性能的電解槽是綠氫規模化制備的核心設備，高電流密度的隔膜又是電解槽的關鍵，否則氫氣、氧氣混合容易發生爆炸。
      華電重工原有的產業結構主要圍繞火電建設布局，沒有相關實驗室，白建明和團隊選擇了與高校合作。
      2019年，校企雙方對隔膜進行了幾個月實驗和研究，四個研究小組查閱資料、咨詢專家、反復實驗、不斷調整方案，終于成功研究出復合隔膜的配方和生產工藝。
      2020年，100Nm^3/h的電解槽在四川瀘定開始示范應用，其中一項是監測膜的機械強度、厚度等指標。瀘定項目電解水制氫系統核心研發人員侯朋飛博士帶領團隊將指標做出曲線圖，并逐一分析。當半年多的監測數據匯成一本上千頁的分析報告后，膜終于過關了。
      向跨學科創新要成果
      機會偏愛有準備的人。
      隨著“雙碳”目標的提出，作為電網、熱網、氣網“三網”協調發展的紐帶，氫能發展進入快車道。
      2021年，白建明再次揭榜，攬下集團的可再生能源制氫關鍵技術研究及核心裝備開發任務，目標是研發1200Nm^3/h電解槽。
      僅僅一年后，1200Nm^3/h堿性電解槽產品下線，相較傳統電解槽，其運行電流密度提高約30%，整體重量減少近10%，直流能耗指標小于4.6千瓦時每標方氫氣。
      看似一帆風順，但高性能大型電解槽組裝工藝負責人張士朝至今難忘堿性電解槽組裝中“驚出了一身冷汗”的經歷：當將最上面端壓板蓋上，穿完所有拉緊螺栓，準備實施電解槽冷緊時，發現液壓拉伸器和螺栓上的螺紋不匹配，而這將可能導致該批次產品全部返工！經過連夜排查，科研人員最終發現，拉緊螺栓的外螺紋加工工藝存在問題。機加工師傅用一個晚上進行配修，終于使螺紋符合設計尺寸。
      “跨學科的創新很難，但也容易出成果。”這是白建明一路走來的最大感觸。
      黨的二十大報告提出，推動能源清潔低碳高效利用，推進工業、建筑、交通等領域清潔低碳轉型。
      “二十大報告為綠色低碳轉型發展指明了方向、提供了遵循！”白建明說，下一步團隊將致力于加快突破氫能產業發展瓶頸，全力打造具有華電特色的綠色氫能產業鏈。
                  				            		
                       	
      
                    
      
       
    
      

    
      
        
      
        
      
            
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        四川正式啟動三級保供電調控措施保障民生用電 優化各類電源發電計劃
                            四川正式啟動三級保供電調控措施
                    
        繼8月11日、14日連續兩次召開電力保供工作緊急視頻會議后，8月15日，四川再次召開電力保供調度會。記者從會上獲悉，預計全省最大用電負荷將
        
                 
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        前7月四川能源項目累計完成投資493億元 油氣類項目完成投資159億元
                            前7月四川能源項目累計完成投資4
                    
        今年以來，四川積極擴大能源領域有效投資，前7月能源項目累計完成投資493億元、同比增長4%。8月15日，省能源局相關負責人介紹，前7月煤炭類
        
                 
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        四川加力加勁堅決遏制事故多發頻發態勢 有效提升預報預警水平 
                            四川加力加勁堅決遏制事故多發頻
                    
        8月15日，全省防汛減災、森林草原防滅火工作電視電話會議召開，深刻汲取彭州8·13山洪災害教訓，分析研判當前形勢，安排部署下一步重點工作
        
                 
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        四川攀枝花推動打造職業能力建設工作品牌 提供人才廣闊展示舞臺
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        8月9日，攀枝花技師學院實習工廠里，焊花四濺，機器聲此起彼伏。身穿工作服的教師周樹春，在一間間操作室里進進出出，指導學生們焊接。過去
        
                 
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        上半年湖南物流需求平穩增長行業運行平穩 快遞業務量完成10.3億件
                            上半年湖南物流需求平穩增長行業
                    
        記者從省發改委獲悉，上半年全省物流需求平穩增長，行業運行總體平穩。全省社會物流總額64096 2億元，同比增長4 4%;全省物流業總收入為2270
        
                 
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        湖南各地工業企業忙生產全力以赴穩增長 生產線全力運轉
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        在全球最大地下工程裝備制造基地，掘進機生產計劃已排到年底;千億級工程機械產業園區邊建設邊生產，打造智能制造標桿……時已立秋，三湘大
        
                 
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        江西贛州醫療衛生服務體系進一步完善 完善“三醫”聯動機制
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        上猶縣水巖鄉衛生院醫生蔡昌才驅車前往金盆村為村民駱運招治病。以往，每月去醫院就診不僅路途遠，還要排隊。這幾年有了家庭醫生后，直接送
        
                 
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        江西堅持問題導向推進藥品安全專項整治走深走實 持續完善投訴舉報渠道
                            江西堅持問題導向推進藥品安全專
                    
        今年2月以來，省藥監局深入開展藥品安全專項整治行動，堅持問題導向，以嚴厲打擊違法犯罪行為、全面排查風險隱患為手段，推進專項整治行動
        
                 
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        江西九江多舉措為創業者營造良好創業貸款環境 就業創業事項一次性辦
                            江西九江多舉措為創業者營造良好
                    
        沒想到，現在直接在窗口就能辦理，真是太方便了。蔣瓊在九江市經營一家造型工作室，近期有意擴大生意規模，需要資金周轉。她帶齊資料來到九
        
                 
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        上半年江西新余全市外貿進出口總值同比增長84.3% 外貿主體活力持續激發
                            上半年江西新余全市外貿進出口總
                    
        記者從新余海關獲悉，今年上半年，新余市外貿取得了較好成績，全市外貿進出口總值184 3億元，同比增長84 3%，高出全國平均水平74 9個百分點
        
                 
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        南昌高新區多舉措推動重點項目建設加速跑 完善重大重點項目推進機制
                            南昌高新區多舉措推動重點項目建
                    
        作為南昌市第二季度集中開工的重大項目之一，南昌數谷產業園項目總投資100億元，計劃2024年5月完工交付使用，擬引進字節跳動、華為(南昌)工
        
                 
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        安徽淮南頒發優才卡落實高層次人才服務保障制度
                            安徽淮南頒發優才卡落實高層次人
                    
        淮南市向中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮頒發了第一張淮南市高層次人才優才卡。為深化我為人才辦實事實踐活動，落實高層次人才服務保
        
                 
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        宿州市埇橋區細化工作舉措筑牢防汛“安全堤”
                            宿州市埇橋區細化工作舉措筑牢防
                    
        連日來，宿州市埇橋區不斷細化各項工作舉措，壓實防汛各項責任，提升應急救援保障能力，筑牢防汛安全堤。目前，該區防汛物資已儲備到位，全
        
                 
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        安徽無為市“交地即交證”優化營商環境政策正式落地
                            安徽無為市“交地即交證”優化營
                    
        近日，無為市自然資源和規劃局、無為市福渡鎮人民政府在無為潤峰中海置業有限公司項目部現場舉行交地即交證頒證儀式，標志該市交地即交證優
        
                 
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        安徽全椒縣推動農村寄宿制學校試點工作
                            安徽全椒縣推動農村寄宿制學校試
                    
        設施齊全的衛生食堂、水沖式的獨立衛生間、樓道墻體粉刷一新的宿舍……走進安徽省全椒縣武崗學校，已經運行滿一年的農村特色寄宿制學校成果
        
                 
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