“东福一号”在福清大海制备氢气。
位于长乐的全国首座“氨现场制氢加氢一体站”。
近期，国家能源局公布第三批能源领域首台（套）重大技术装备名单，福大紫金氢能科技股份有限公司研制的“10千瓦级‘氨-氢’燃料电池分布式发电系统”成果上榜。
氢能被称为“21世纪的终极能源”。根据国际氢能源委员会发布的《氢能源未来发展趋势调研报告》，2050年，全球氢能源需求将增至目前的10倍，全球氢能产业链产值将超过2.5万亿美元。据中国氢能联盟预计，至2025年，我国氢能产业产值将达到1万亿元。
近年来，福州企业在制氢、储氢、运氢、用氢为主的氢能产业链上发力，氢能技术频“出圈”。得益于榕企的探索，福州正逐步构建氢能“制备—存储—运输—加注—应用”全产业链，竞逐氢能万亿赛道。
向海要氢升级设备拟明年投用
今年5月，漂浮式海上制氢平台“东福一号”“开”进福清兴化湾，利用无淡化海水原位直接电解制氢原理与技术，在真实海洋环境下成功制备出氢气，破解了海水电解制氢领域的近半个世纪难题，实现了把取之不尽的海水当纯水一样直接用于电解制氢。
“东福一号”是全球首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台，由中国工程院谢和平院士团队与东方电气（福建）创新研究院有限公司（下称东福研究院）联合研制。
近日，东方电气（福建）创新研究院有限公司总经理刘泰生向记者透露，升级版的无淡化海水直接电解制氢设备正在加速研发，预计明年投用。
刘泰生介绍，加氢站可以就地配套无淡化海水直接电解制氢设备，就近使用海水、自来水、生活污水作为制氢原料，利用谷值电力制取氢气，并存储到加氢站设计配备的储氢装置中供销售。这种模式既省去昂贵且管制严格的运氢环节，也可大幅降低氢气成本，提升氢能交通产业活力。
无淡化海水原位直接电解制氢技术，还能应用于油田采油废水、工业废水、火电厂废水、城市生活废水等领域。今年10月，东福研究院牵手我国最大油气田——长庆油田，把这种电解制氢技术应用于气田采出水，将工业废水转化为氢气。
向氢液化系统提供中国“心”
近年来，伴随氢能与氢燃料电池汽车产业的兴起，液氢相较于气氢，在规模化发展氢能产业的储存、运输中更具明显优势。
液氢是由氢气经过降温而得到的液体。液氢相较于气氢，体积大大减少，不仅方便储存和运输，还能降低成本。但是，液氢温度低至零下253摄氏度，对制冷技术要求极高。
榕企雪人股份突破技术壁垒，将压缩机技术、制冷技术以及换热技术延伸应用在液氢以及氢能装备领域，自主研发出氢气液化用大型氦气喷油式螺杆压缩机组，助力我国液氢高效储运领域实现重大技术突破。
那么，这套压缩机组如何获得液氢？雪人股份副总经理兼董事会秘书王青龙介绍，简单点说，就是先冷却氦气，把氦气冷却到低于氢气的沸点，与氢气进行换热，将氢气液化。
“氦气压缩机作为大型低温系统的核心部件之一，相当于系统的心脏，其使用效率和寿命直接关系到整个大型低温系统的运行成本以及稳定性。”王青龙告诉记者，雪人股份该项目成果拥有自主知识产权，整体技术达到国际领先水平，具有重要的社会效益和经济效益，市场应用前景广阔。
载人航天与探月工程重大专项、超导托卡马克（人造小太阳）等多项大科学工程必须在液氦、液氢级低温环境下运行。氦气压缩机作为大型低温系统的核心部件，是实现大科学装置低温环境的主要方式。目前，由雪人股份研制的多套液氢系统用压缩机组产品服务于航空航天液氢领域，应用于国产的氢液化系统，实现吨级液氢的稳定量产。
目前，我市中景石化、久策气体等企业可有效保障氢源供应，东方电气、雪人股份等企业在核心零部件研发制造方面形成技术优势。
“氨-氢”转换
打造多个全国首创
文章开头提到的“10千瓦级‘氨-氢’燃料电池分布式发电系统”有啥作用？福州大学化肥催化剂国家工程研究中心教授罗宇博士介绍，其以液氨作为高效储氢载体，通过低温氨热催化分解转化成氢气，进而再通过燃料电池发电。
去年，由江莉龙研究员带领的福州大学化肥催化剂国家工程研究中心研发团队，首创了常压低温氨分解催化剂，并开发出“氨-氢”燃料电池系统。该技术解决了“氨-氢”能源转换过程中关键科学技术难题，是处于国际领先的一项颠覆性关键技术。
目前，福大紫金氢能已开发出从3千瓦到百千瓦级的多系列“氨-氢”燃料电池分布式发电系统，这个技术已处于初步商业化应用阶段。例如，由福大紫金氢能开发的国内首座3千瓦级“氨-氢”燃料电池发电站稳定运行，为福建龙岩曹溪镇一经常性离网基站提供持续不间断的电力保障。
氢能具有绿色、高效、无碳排放和应用范围广等优点，但氢的运输和存储是制约氢能产业发展的“痛点”，因此“氨”走入人们视野。“氨作为高效储氢介质，具有易液化储运、安全性高和无碳排放等优势。‘氨-氢’燃料电池分布式发电系统拥有存储压力小、发生火灾危险性低、加注时间少等天然的优势。”罗宇教授介绍，这样一来，还可以通过注入液态氨，来得到氢气。在长乐的全国首座“氨现场制氢加氢一体站”便可以实现上述过程。该一体站于去年9月建成，氢燃料电池巴士不到10分钟便完成氢气充注。加满氢后，巴士能行驶近400公里。
“氨-氢”转化技术有很多应用前景。今年1月，福大紫金氢能和厦门金龙共同研发出全国首辆“氨-氢”燃料电池客车，实现氢能在汽车上的即产即用，具有“加注时间短、续航里程长、安全高效、节能环保”等多重优点，为“氨-氢”能源在车用燃料电池领域的商业化推广，提供了一条重要的技术路径。
基于福州大学化肥催化剂国家工程研究中心研发的“低温低压合成氨”和“安全低温氨分解”两项核心催化技术，福大紫金氢能开发了氨现场制氢加氢站、分布式电站、移动电源、车用/船用动力及“氨-氢”燃烧内燃机等终端产品，致力打通“氨-氢”能源产业链各个环节，发展安全、高效、低成本的绿色用能新模式。
