當第一只“綠氫”火炬亮相張家口賽區的太子城火炬臺,氫能也正式成為北京冬奧會綠色能源示范應用的主角之一。
與往屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料不同,北京冬奧會火炬“飛揚”是世界首套采用高壓儲氫的火炬,氫為唯一燃料,既能保證火炬接力在低溫環境下正常進行,也更加環保,實現了零碳排放。
北京冬奧會也是氫能示范應用場景最豐富的一屆奧運會。在北京市區、延慶和張家口三大賽區,816輛氫燃料電池汽車正作為主運力開展示范運營服務。其中包括豐田全新Mirai第二代乘用車,首次實現本土研發及生產的豐田柯斯達中巴車,以及豐田與福田首次合作開發的大巴車等。
“綠電”制“綠氫”
作為科技冬奧氫燃料電池汽車的氫氣供應保障單位,環宇京輝與京能集團合作,利用由光伏、風能等所產生的“綠電”進行氫氣的制取工作,實現“綠電制綠氫”。
記者在環宇京輝氫能產業園看到,水電解制氫車間中的電解槽、純化設備和提純設備正在運行,這里每小時可以制取500立方米氫氣。環宇京輝京城氣體科技有限公司副總經理張巖介紹,氫氣制取主要采用綠電,廠房樓頂鋪的都是光伏板,制氫的環節也能做到綠色、零排放。
“水電解制氫靠純化的水,通過電解的方式制取氫氣,所生產的氫氣純度高達99.99999%。”張巖告訴記者,10度電電解1公斤水,可以得到2立方米氫氣和1立方米氧氣。
廠房外,幾輛氫氣長管拖車剛完成氫氣充裝。“一輛車可以運送約4000立方米、350公斤氫氣。充好的氫氣,將隨時送往位于延慶的加氫站,并儲存在壓力容器中,供氫能汽車使用。”張巖說。
在運輸氫氣過程中的安全性如何保障?張巖介紹,在冬奧會開始之前,環宇京輝選拔了30位技術水平過硬的駕駛員參與到氫能源運輸保障工作,并制定了縝密的運輸專項應急預案。冬奧會期間,氫氣源源不斷被輸送至各個賽區附近的加氫站。
氫燃料環保車實現零碳排
踐行綠色冬奧,氫燃料電池汽車必不可少。由于其在行駛過程中只排放水,因此被稱為“終極環保車”。
為服務北京冬奧會,福田歐輝派出515輛氫燃料客車,分布在三個賽區。特別是延慶賽區閉環內使用的212輛歐輝氫燃料客車,是由福田汽車、豐田、億華通三方共同合作推出的氫燃料電池客車。在科研團隊的持續攻關下,氫燃料電池客車于2019年底在海拉爾完成極寒測試,2021年11月順利通過國內首次氫能客車側撞試驗。在-30℃的環境下,氫燃料電池客車放置超過8小時后,進行了超低溫冷啟動測試,116秒成功啟動。
“延慶賽區使用的氫燃料電池客車配載全氣候耐極寒動力電池以及雙電機無動力中斷驅動系統,能夠克服極寒氣候下的啟動、冰雪濕滑路面、山路爬坡等難題。”福田汽車歐輝客車事業部研發副總裁劉繼紅告訴記者,氫氣加注10分鐘,續航里程達600公里以上。同時,該車采用電安全技術、氫安全技術、氫電耦合安全系統,全方位保證了氫燃料電池客車整車安全性。
由于采用氫燃料為主要動力,氫燃料客車的碳排放數量源遠低于傳統客車。劉繼紅表示:“歐輝BJ6122氫燃料客車每百公里可少排放約57.86公斤二氧化碳,每輛車每天行駛約200公里,可減少碳排放量約115.72公斤。”
此外,福田歐輝還獨家研發了“U度”綜合熱管理技術,可以將氫燃料電池所產生的廢熱進行循環利用,利用所產生的廢熱為車內采暖和前風窗除霜、除霧。
北京市經信局汽車交通處副處長吳志全介紹,2008年北京奧運會期間,3輛氫燃料電池汽車運行,并建成我國首座車用加氫站,開啟了氫燃料電池汽車“從0到1”的示范;今年的北京冬奧會,氫作為火炬唯一燃料,氫燃料電池汽車成為運輸主力,實現了氫能和氫燃料電池汽車“從1到100”的規模化應用和產業化突破。(史詩)