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最近，在2022世界新能源汽車大會上，中國氫能聯(lián)盟會員單位紛紛攜產(chǎn)品參展。 氫能與燃料電池汽車商業(yè)化議題再次引起廣泛關(guān)注，這對同為會員單位的中國航天科技集團(tuán)有限公司六院101所來說是絕對的良機(jī)。

經(jīng)過半個世紀(jì)的技術(shù)積累， 101所攻破多項關(guān)鍵核心技術(shù)，把氫能源的應(yīng)用場景從探索太空拓展到國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場，使液氫在交通、儲能、發(fā)電等領(lǐng)域前景廣闊，成為新世紀(jì)加速我國清潔能源低碳轉(zhuǎn)型的利器。

道道管線，鋪設(shè)發(fā)展之路

“液氫、液氧從不遠(yuǎn)處的液氫工廠，通過管線直接輸送到試車臺上，為發(fā)動機(jī)提供動力。”在六院101所最具代表性的地點——火箭發(fā)動機(jī)試車臺前，氫能業(yè)務(wù)首席專家劉玉濤介紹，長征五號、長征七號等新一代運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)都在這里開展過試車試驗。

101所是國內(nèi)最早進(jìn)行航天氫能利用技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)。上世紀(jì)中葉，101所自主建設(shè)了一套小型國產(chǎn)氫液化設(shè)備，滿足了中國航天發(fā)展初期對液氫的剛性需求。

1966年，在北京郊區(qū)云崗的低溫研究室，中國航天人生產(chǎn)出第一批工業(yè)規(guī)模的液氫燃料，支撐火箭發(fā)動機(jī)研制試驗工作，并在此后助力長征系列多型火箭出征太空。

面向21世紀(jì)，他們從國外進(jìn)口先進(jìn)的氫液化設(shè)備，在應(yīng)用中汲取經(jīng)驗、提升能力，不斷完善液氫生產(chǎn)制造能力。

而如今，101所已經(jīng)形成液氫工廠產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)生產(chǎn)、存儲、應(yīng)用的閉環(huán)：通過電解水制取氫氣，氣氫轉(zhuǎn)化為液氫后，或送入管道就地消耗，或送入儲氫罐儲存起來，再經(jīng)由公路、鐵路運(yùn)輸?shù)狡渌胤健?br />
抱團(tuán)制冷，攻克關(guān)鍵技術(shù)

在101所的氫液化設(shè)備調(diào)試工廠里，矗立著一個高4米多、直徑3米多的銀色圓柱體金屬裝置，氫氣通過管道輸送到裝置內(nèi)。經(jīng)過7級換熱逐級降溫后，零下253攝氏度的液氫從另一側(cè)管道流出。

“這是我們俗稱的‘冷箱’，冷箱里有透平膨脹機(jī)、板翅式換熱器、低溫吸附器、正仲氫轉(zhuǎn)化器等核心設(shè)備，這些設(shè)備集成在一起抱團(tuán)制冷，每天能生產(chǎn)至少2噸的液氫。”六院航天氫能科技有限公司副總經(jīng)理張震介紹。

隨著氫能源的大規(guī)模利用，液氫更加適用于儲存和運(yùn)輸。作為國內(nèi)唯一的液氧液氫火箭發(fā)動機(jī)試驗中心，液氫規(guī)模化生產(chǎn)正是101所的強(qiáng)項。

其中，正仲氫催化轉(zhuǎn)化技術(shù)對液氫生產(chǎn)至關(guān)重要，101所自主研發(fā)的正仲氫轉(zhuǎn)化器可以產(chǎn)出仲氫含量高達(dá)97.4%的液氫，有效減少液氫的蒸發(fā)損失。

作為國內(nèi)液氫產(chǎn)能和用量最大的單位，101所攻克了一系列技術(shù)難題，實現(xiàn)了氫膨脹機(jī)、液氫泵、液氫閥門等關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化制造，并掌握了成熟的氫液化系統(tǒng)設(shè)計流程和制造工藝。

去年9月，在浙江省科技廳的支持下，101所與浙能集團(tuán)聯(lián)合申報浙江省重點研發(fā)項目“大型國產(chǎn)氫氣液化關(guān)鍵技術(shù)和裝備研究”。項目取得的系列成果擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的空白。

布局未來，下好變革先手棋

瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，氫能利用需要翻越成本較高這座“大山”，才能實現(xiàn)商業(yè)化落地，飛入尋常百姓家。

今年4月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》，勾勒出培育發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的路線圖。這進(jìn)一步激發(fā)了市場信心，國企、民企紛紛加入到氫能產(chǎn)業(yè)鏈條中。

101所展廳陳列的一塊沙盤描繪出該所氫能基礎(chǔ)設(shè)施的一體化解決方案，包括液氫制取、儲運(yùn)、加氫站、氫能利用和裝備檢測五大板塊，涵蓋了氫能產(chǎn)業(yè)鏈的上、中、下游。101所的全流程方案和技術(shù)優(yōu)勢吸引了全國各地的伙伴前來調(diào)研。

在氫液化生產(chǎn)領(lǐng)域，101所研制的我國首臺噸級以上氦膨脹制冷的氫液化系統(tǒng)按計劃順利投產(chǎn)運(yùn)行，成功實現(xiàn)工業(yè)化噸級量產(chǎn)。而更大規(guī)模的氫膨脹制冷的氫液化設(shè)備正在開發(fā)中。目前，101所正在開展大型液氫球罐的研發(fā)工作，以進(jìn)一步提升儲運(yùn)能力。

在氫能應(yīng)用領(lǐng)域，101所與國內(nèi)有關(guān)單位聯(lián)合開展研制攻關(guān)，以液氫燃料為動力的重型卡車、大客車正在開展各項試驗。與中石化等公司合作推廣的液氫加氫站，為今后大范圍開展氫能應(yīng)用做出典型示范。

“隨著全球能源市場的變革和發(fā)展，氫能迎來了它的歷史機(jī)遇期。”張震認(rèn)為，隨著氫能開發(fā)利用技術(shù)不斷成熟，在“雙碳”的時代大背景下，氫能發(fā)展前景將更加廣闊。 

原標(biāo)題：“雙碳”目標(biāo)下，航天“氫勢力”步穩(wěn)蹄疾