北京首个氢能供热示范项目长啥样

▲北京氢能首个供热项目的供热子系统。 张胜杰/摄

凛冬时节，北京市石景山区隆恩颐园小区的闫女士家暖意融融。与北京市其他小区不同的是，隆恩颐园小区在这个供暖季率先用上了氢能供暖，居民们第一次感受到氢能带来的“温暖”。“室内温度每天大概在22—24摄氏度之间，很暖和。”闫女士说。

隆恩颐园小区正是日前投用的北京首个氢能供热示范项目所在地。该项目采用氢能供热系统设备后，可实现等效供热5000平方米，每年可减少燃气消耗4万标立方米，减排二氧化碳80吨。北京建筑节能协会分会热电与新能源产业分会副秘书长李欢欢表示：“这个项目目前已安全试运行，解决了氢能供热的安全性问题并试图突破经济性，标志着氢能供热迈出关键一步。”

氢能利用是“双碳”目标下加速能源转型、实现清洁供暖的重要可选路径。目前，氢能供热面临哪些挑战？发展前景如何？带着问题，《中国能源报》记者日前实地探访了隆恩颐园小区的氢能供热项目。

实现零碳供热

在隆恩颐园小区218一期锅炉房，《中国能源报》记者见到了用于供热的氢能设备机组。“这个氢能设备机组分为脱氢模块和氢能供热模块，脱氢系统用催化方式将氢从含氢有机液中释放出来，以氢能为驱动能源，可同时利用氢燃料电池产生的电能和热能。”北京热力石景山分公司党委书记郭弢指着眼前一组白色箱子介绍，“作为北京首个氢能供热示范项目，该项目可广泛利用绿氢资源，真正实现零碳供热，而且整个过程无氢气存储，无特种设备，安全高效。”

据了解，该项目由北京热力投资，总供热面积12.48万平方米，以居民供热为主，目前采用燃气锅炉供热。项目选配2台85KW的氢能供热机组，利用安全有机液储运氢技术，用于加热二次管网回水，作为补充热源与原有燃气锅炉联合工作，系统综合性能系数达到1.5。

谈及该技术的工作原理，北京热力石景山分公司技术设备部副经理朱晨阳介绍：“它采用化工催化技术，将氢与有机液相结合，使之转化为常温常压的含氢有机液。这种液体具有不易燃、不易爆、不挥发、无毒、无腐蚀性等特性，化学性质稳定，按照现行国家相关标准，属于非危化品，可以按照普通货物运输，无限行限入区域。”

经济性待提升

在清洁供热大趋势下，氢能供热近年日渐受到重视。国家发改委2022年3月发布的《氢能产业发展中长期规划（2021—2035）》提出，要根据各地既有能源基础设施条件和经济承受能力，因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施，推动在社区、园区、矿区、港口等区域内开展氢能源综合利用示范。北京市发改委等十部门也于日前印发《全面推进新能源供热高质量发展实施意见的通知》，明确鼓励氢能热电联供新技术试点试用，在供热基础设施上先行先试。

作为探索性的尝试，北京首个氢能供热项目的节能及清洁优势将逐步显现，但谈及氢能供暖的经济性，郭弢坦言：“目前氢能成本还是明显高于管道天然气、液化天然气等能源。”

对此，清洁供热产业委员会秘书长赵文瑛也表示认同：“氢能应用场景较多，但目前价格较高，按照氢气价格每公斤60元计算，单位焦耳热值成本也要400元以上了，目前肯定不划算。”

在郭弢看来，氢气作为危化品，首先面临储运难题，加之经济性的制约，目前并未得到大面积推广应用。

“氢气活性强、密度低、储运困难，目前主要是高压形式储运。而高压氢及低温液态氢均为危化品，储运成本高，而且有限行限入区域限制，难以长时间储存、长距离运输，也难以大规模应用。另外，高压氢的转化效率低，对特种设备要求高，根据现有特种设备安全法等规范，高压氢气难以进入供热锅炉房。”郭弢进一步解释。

热电联供有前景

“随着储运成本进一步下降，氢能供热场景经济性将大幅提升。”郭弢告诉《中国能源报》记者，“氢能未来非常有可能成为供热行业的新型重要能源之一，前景值得期待。”

在赵文瑛看来，未来氢能在供热领域比较适合的应用场景还是热电联供，以及工业用热和居民生活用热等。

《中国能源报》记者在采访中了解到，作为氢能的应用方式之一，热电联供不仅可以为建筑提供热能、电能，还能通过制冷机等设备回收利用废热，为建筑制冷、控湿，实现建筑节能。

“氢燃料电池热电联供能源利用效率高，将发热和发电属性结合后，优势得以显现，将成为探索替代天燃气供热的路径之一。”北京海得利兹新技术有限公司总经理郭志斌告诉《中国能源报》记者，“目前，我们已在北京大兴氢能示范区、山东聊城等地实施了多个高温膜燃料电池热电联供应用示范。从运行情况看，1个5KW热电联供系统产生的热量，可以满足140平方米供热需求，其中1元燃料成本收益包含1度电能和1.4度热能，按这个收益核算，可以形成商业闭环。”

此外，郭弢还建议，其他绿氢资源丰富的地区可以考虑在现有天然气管道中掺杂氢气，满足建筑领域供热需求，同时减少碳排放。“在氢气浓度相对较低的情况下，无需对基础设施和终端应用进行重大改变，投资成本较低。同时，还应重考虑氢气应用的安全性，在减排的同时保障安全运行。”