回憶起半年前的一場簽約儀式，上海化學工業區管委會經發處處長陳震依然激動，“活動效果出人意料，上海市氫能上中下游產業鏈知名企業幾乎都來了，可以看出大家對化工區及這個項目的期許。”
今年3月1日，上海氫能保障基地項目簽約儀式在上海化學工業區（下稱化工區）舉行。在這場簽約儀式上，化工區攜手法國液化空氣集團（Air Liquide）、申能集團打造上海最大規模氫能保障基地的定位再次得到明確。
化工區地處上海市南翼，杭州灣北岸。在今年6月份發布的《上海市氫能產業發展中長期規劃（2022—2035年）》中，金山和寶山被賦予了上海氫氣制備和供應保障基地的重要角色，并竭力打造 “南北兩基地、東西三高地”的氫能產業空間布局。這其中，南部又以化工業區為制氫主力軍。
“位于上海南部的化工區將成為上海氫氣供給關鍵的源頭。”上海市經信委智能制造處處長韓大東接受21世紀經濟報道記者采訪時表示，“我們鼓勵上海化工區綜合利用工業副產氫，也要引導化工企業轉變用能方式，拓展富氫原料來源。”
《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2020）》曾給出測算：疊加化工領域需求，2025年上海市的氫氣需求量為25.6萬噸至29.94萬噸，2030年全市氫氣需求為31.21萬噸至32.44萬噸。
作為主要“源頭”的化工區如何提供源源不斷的氣源？
三條路徑浮出水面
化工區有四大生產工業副產氫的“巨頭”，分別是上海化學工業區氣體有限公司（以下簡稱工業氣體）、上海華林工業氣體有限公司（以下簡稱華林氣體）、上海賽科石油化工有限責任公司（以下簡稱賽科）、上海氯堿化工股份有限公司（以下簡稱氯堿化工），四家企業每年氫氣實際產量合計12.9萬噸。
正是這些副產氫讓化工區成為上海氫能產業鏈主要的供給端。今年7月份上海市人民政府發布《上海瞄準新賽道促進綠色低碳產業發展行動方案（2022—2025年）》再次明確——化工區是氫能供應源頭，要求上海化工區形成多元化氫源供給模式，加快新能源材料、氫氣儲運材料、燃料電池材料等技術的孵化與應用。
“現在上海所產的氫氣是遠遠不夠的。寶山那邊產的氫氣都不一定夠寶武用，臨港五年內要建14座加氫站，一天用氫38噸，這主要靠化工區來解決。” 上海舜華新能源系統有限公司總工程師阮偉民在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示出擔憂。
那么，化工區如何保障氫氣供應？
“化工區是巨頭云集，四大制氫源頭企業都有外資或國資加持，還有民營企業積極參與，技術過硬，也不斷在氫氣制造上增量擴產。目前各路資本也在角逐，希望能進入這個平臺。而化工區將自身放在整個上海市戰略發展中考量，定位于綠色化工，因此我們將把氫能作為自身的重點發展方向。”陳震在接受21世紀經濟報道記者采訪時表示，“為了保障化工區成為綜合性的氫能供應基地，我們制定了三條路徑，第一條路徑是依托園區優勢制取工業副產氫，第二條路徑是拓展富氫能源制氫，第三條路徑是根據發展需要為外購液氫并提供相關配套基礎設施。”
從現狀看，化工區每年氫氣實際產量還需滿足自身工業生產需求，比如氯堿化工自用所產氫氣的50%。因此，為了滿足上海到2025年所需的氫氣量，增量擴產成為必要的選擇。
例如，21世紀經濟報道記者了解到，工業氣體計劃在2023至2024年度新增兩套HYCO裝置，屆時每年將增加約4.97萬噸的氫氣產量。
根據上海化學工業區發展有限公司投資發展部主管王明明估算，“‘十四五’期間，化工區氫氣供應量將逐漸上升，到2025年最多可達到16.9萬噸的供應，此外，化工區還在推進富氫能源項目，屆時園區的制氫能力將得到進一步的提升。”
基于對未來上海市燃料電池車用氫需求，化工區攜手法國液化空氣集團、申能集團打造上海最大規模的氫能保障基地的計劃應運而生。
“這個項目將集聚園區可用的氫氣資源進行提純制氫，目前處于土地收儲階段，我們會盡快推進項目的落實。”陳震告訴21世紀經濟報道記者，“一期投用后日沖裝能力將達24噸，將為上海甚至周邊地區的燃料電池汽車用氫提供支撐。”
需指出的是，工業副產氫雖然在短期內承擔了供給的主要任務，但并非發展氫能的長久之選。“副產氫有兩個好處，一個是價格低廉，另一個是變廢為寶，把原本可能棄掉的副產氣體通過一定的工藝制成氫氣。”在阮偉民看來，“長久地發展，不能指望工業副產氫。一方面是產量有限，另一方面存在斷供的可能性，制取綠氫是未來發展的方向。”
不過，上海可再生能源較為匱乏，需要“借力打力”。陳震認為，西部地區有大量的光伏能源，可以在當地制氫，通過甲醇、氨這些載體運到化工區，再把氫氣托付出來。“一方面，甲醇、氨這些化工產品是化工區需要的，物料平衡在化工區最有優勢，另一方面，制氫的基礎設施都是涉危涉化的，只能在化工區做。”
阮偉民提出了另一種解決方案，“長途運輸的運費成本太高，最好的辦法是把西部地區發的電，用超高壓、特高壓電網運送到上海，在上海本地進行電解水制氫。”
運送“六個9”高純氫氣
化工區提出的一條保障氫能供應的路徑是，把其他地方的液氫運到上海。
“可以采用陸地運輸，也可以采用船舶運輸，這涉及到液氫罐區、碼頭等基礎設施的建設，這些是化工區的優勢。”陳震表示。
影響氫氣使用成本的一個關鍵因素便是儲運成本。公開資料顯示，目前氫氣管速車的操作壓力基本上是20MPa，滿載氫氣的質量僅約為200至300公斤，但氫氣整體利用率約為75%至85%，這意味著降低儲運成本迫在眉睫。
上海浦江特種氣體有限公司（簡稱浦江氣體）在降低儲運成本方面不斷嘗試。據悉，化工區以浦江氣體為代表，正在形成一支專門做副產工業氫提純、壓縮、運輸的企業力量。
“我們主要是拓寬魚雷管束車的裝載量。現在儲運以高壓氣體為主，主要取決于容積，當前容積逐步向37立方米發展，這意味著運輸量增加了1.7倍。”上海浦江特種氣體有限公司銷售經理李宗云告訴21世紀經濟報道記者，“原來一車能運200到300公斤的氫氣，現在可以運送500公斤左右的氫氣，節省了很多成本。”
李宗云表示，“如果把原本20MPa的壓力容器提升到30MPa，壓力越大意味著壓縮的氫氣越多，車滿載量也會越大，也能節省成本，這就需要產業鏈上做壓力容器的公司努力。”
不僅如此，儲運液氫也是降低成本的方式。行業數據顯示，液氫的體積是氣態氫的1/800，單臺液氫運輸罐車可凈運輸4000公斤氫氣。相對于高壓氣態氫的運輸，大大提高了運輸效率。但是，長距離運輸液氫需要解決液氫不斷氣化、壓力升高等問題。
整體來看，儲運是依舊當前限制氫能產業發展的主要瓶頸之一。所幸的是，儲運環節正在吸引越來越多的企業入局，共克難題。
氫氣使用的另一個需要關注的問題是純度。然而，目前許多用氫企業不太關注氫氣的質量。阮偉民告訴21世紀經濟報道記者，“目前有個現象是把氫氣‘拉到籃子里就是菜’，這是不對的。我們要關注氫氣的質量，如果氫氣除雜不完善，里面含有的硫、甲醛、一氧化碳等雜質對質子交換膜會有破壞性影響，也會導致電堆過早地損壞。”
事實上，早在2019年一份有關氫氣純度的國標就已正式實施。這年7月1日，《質子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》國家標準正式實施，規定了燃料電池汽車用氫純度、氫氣中雜質含量等，明確氫氣的純度達到99.97%以上，總硫含量在0.004μmol/mol以下，甲醛含量在0.01μmol/mol等。
“有些工業副產氫的純度或雜質含量達不到燃料電池用氫標準，就需要對此進行提純。”李宗云對21世紀經濟報道記者表示，“我們會把副產氫提純到99.99%甚至六個九的純度，然后再加壓到20MPa的儲氫容器中，最后以魚雷管束車的形式運送到各個用氣點，比如加氫站或需要做燃料電池系統電堆試驗的企業。”
另一種方式是工業副產氫源頭公司自主將氫氣提純處理供給下游客戶。如2019年在化工區建設的上海最大加氫母站——驛藍加氫站，使用的就是華林氣體自產自提純的氫氣。
據悉，驛藍加氫站一天加氫能力達5噸，主要以長管拖車的方式將氫氣運送到長三角一帶的加氫站及用氫企業。
“我明確要求上游供氫單位要提供符合燃料電池汽車使用的氫氣，不符合規范我不用。”作為驛藍加氫站的負責人阮偉民，他告訴記者，目前為了確保氫氣的純度，上海市場監管局和上海住建委燃氣事物管理中心會定期到加氫站抽樣檢查。
讓燃料電池汽車跑起來
當前，化工區不僅扮演氫氣制取的角色，也在為終端應用提供場景。2022年8月4日，上海城市群啟動第一批100輛示范應用燃料電池汽車，化工區將于9月在園區穿梭巴士上開展示范應用燃料電池汽車的試點運行。
“示范運行的燃料電池汽車在園區內可以加氫，不僅能節省運行成本，也能有示范效應。”陳震告訴21世紀經濟報道記者，“在當前上海燃料電池汽車示范應用城市群建設的重要戰略時間窗口，燃料電池汽車一定要跑起來，只有跑才知道究竟能跑多遠，才知道燃料電池系統相關材料能不能達到預期的效果。”
據21世紀經濟報道記者了解，多個氫能產業鏈下游產品應用企業正在和化工區談合作，比如做副產氫能分布式發電、電解槽、內燃機等裝備測試、研發的企業。
“加氫需要在特定的場景內，這一場景化工區能滿足。目前有很多氫能中下游企業在跟園區以及園區企業談合作，部分項目與產業鏈已經深度合作，有的是直接聯系，有的是間接。”陳震對21世紀經濟報道記者表示。
不僅如此，化工區在融入終端應用時計劃從自身做起，將來根據需要示范應用燃料電池的重卡和公交。
據悉，化工區物料運輸是重中之重，每年生產兩千多萬噸化工品，其中大部分要使用重卡運出去，一天需要用400至500輛重卡。
“我們的化工品運送的目的地基本都在化工園區，不少化工園區也在制氫。如果可以把現在的重卡換成燃料電池汽車，出發點和目的地兩頭加氫，既能解決行業運送的需求，也能把氫能互聯互通起來。”陳震表示，化工區也正在為燃料電池商用車的示范運行表明了態度。“第一槍非常關鍵，誰來跑？我們園區的穿梭巴士可以換成氫燃料電池汽車先做示范，持續性地跑起來，有什么問題或困難大家在一起協調好，跑出行業關心的效果或數據。”
陳震也指出，“現在有的地方氫氣銷售價格偏高，用戶積極性不高，主要原因之一是使用成本高。化工區在氫氣價格上有優勢，主動推動企業先跑起來，而且經濟賬也能算好，關鍵是能讓社會看到燃料電車運營的綠色環保、安全可靠、持續穩定。”
據介紹，化工區80%的員工上下班都靠班車，僅一家大型化工公司的班車就達到了50輛，整個園區約有300輛通勤班車。“如果把全區的通勤車全示范應用起來，再推廣到周邊的公交車，將會有非常大地推動效果。”陳震說。
除了為氫能產業終端應用提供場景，化工區也在為研發氫能產業鏈所需材料而努力。2019年底，上海國際化工新材料創新中心正式啟動，目標建成化工新材料的產業聚集地和創新策源地。
據悉，儲氫瓶使用的炭纖維、燃料電池系統及核心零部件使用的催化劑、隔膜料、碳纖維等研發或生產項目都與化工區洽談或合作。
“材料的國產化至關重要，我們先吸引跨國公司來做，同時培育本土企業、支持協助應用示范，還開放場景、支持自主創新，打好組合拳，這樣對產品的自主化發展及降本才能起到關鍵作用。”陳震告訴21世紀經濟報道記者。
“雖然我們的關鍵核心零部件比如雙極板、膜電極做到了國產化，但其中的原材料，比如催化劑、炭紙等還是需要進口，但國產化指日可待。”愛德曼氫能源裝備有限公司副總裁徐真在接受21世紀經濟報道記者采訪時認為。
“原材料市場很需要，但有的產品市場不大，大家不愿意做，這種情況下需要給支撐。因此，化工區打造國際新材料創新中心，給需要的團隊提供平臺，給需要的材料提供載體。” 陳震強調，“化工區就是要搶占時間窗口，把能做的盡快做起來、能示范應用的抓緊動起來，把產業鏈完整起來，為上海發展氫能產業提供支撐，發揮好自己的服務戰略發展功能。”
