氢能助力北京冬奥 带动国产氢能技术发展

近年来，每届奥运会，都会伴随着最新科技的应用。比如，北京2008奥运会的数码灯、LED、影像多媒体、铝合金材料等技术，如今都已经深入我们的生活。

（来源：微信公众号“氢能联盟CHA” ID：CHINA_Hydrogen 作者：中国氢能联盟）

近年来，绿色、环保、低碳成为了全球瞩目的课题。今夏的2020东京奥运会，就曾开启了“氢能秀”——不仅奥运火炬首次采用了氢能，氢能源汽车、氢能源公寓社区均得到了落地应用。

即将到来的2022北京冬奥会，氢能将继续发力。众多中国的氢能品牌，将为北京冬奥助力绿色+科技，也将引领未来人类的生活方式。氢能作为实现碳达峰碳中和的重要途径之一，已在北京冬奥测试赛上多次亮相。100天后，随着冬奥会正式开幕，绿色氢能必然进入更多民众的视野，跟随着氢能奥运圣火的引路灯，让世界随着北京冬奥“一起看向绿色未来”。

氢能，已经准备好了！

绿色+科技加持 氢能冬奥

2月4日，在国家游泳中心“冰立方”举行的北京冬奥会倒计时一周年之际，北京2022年冬奥会、冬残奥会外观设计正式对外发布。其中，火炬科技亮点之一是采用氢作为燃料。

2020年3月12日，东京奥运会圣火在希腊点燃。圣火传递的过程中，部分地区使用氢气作为火炬的燃料，这也是奥运会历史上首次主火炬使用不排放二氧化碳的燃料，奥运圣火成为“绿色”的圣火。

2022年北京冬奥会，中国航天科技集团参与研制的奥运火炬燃料将全部采用氢能源，将奥林匹克精神与“绿色”、“环保”进一步握手。冬奥开幕式上，由中国石油供应的氢气，将点燃北京冬奥赛场的主火炬。

目前，氢气是最清洁环保的燃料，燃烧的时候产物只有水，没有二氧化碳，能实现完全的零排放。在火炬的研制中，技术人员解决了火焰颜色与稳定性、高压储氢，氢能安全利用等多项技术难题。安全可靠性高，可抗风10级，并在极寒天气中使用，减压比高达几百倍。在解决复杂难题的同时，还能兼顾轻量化小型化外形要求。

氢能奥运火炬下，是氢能的全方位应用。借着北京冬奥会的机会，赛区还将投入运营一批氢能源汽车和加氢站。

与传统燃油车和纯电动车相比，搭载氢燃料电池的汽车拥有“加注时间短、续航里程长、低温适应性强”等特点，加上其“无污染和零排放”的绿色环保特性，氢燃料电池汽车被认为是理想的柴油车替代方案，也在多国得到支持，大力发展。

事实上，早在2019年世界园艺博览会期间，延庆区已有2辆氢燃料电池客车作为免费接驳车在园区开展示范应用，日均载客量达到200人次，接驳行驶总里程达5500公里。

今年2月26日，“相约北京”冬奥测试赛圆满收官。其中，交通测试部分共投入氢燃料电池客车80辆，均搭载了由北京亿华通科技股份有限公司（简称“亿华通”）研制的氢燃料电池发动机系统。

与夏季奥运会不同，冬奥会举办期间，气温低值可达零下三四十摄氏度，冬奥场馆分布于北京、延庆、张家口三个赛区，距离跨度近200公里，低温环境下的车辆启动、续航、山地路况对氢燃料汽车提出更高要求。

由北汽福田汽车股份有限公司研发的高性能氢燃料电池客车，已经实现了关键零部件及核心技术100%国产，同时还实现了零下三十摄氏度极寒天气下可实现浸车冷启动，最大爬坡度高于20%的路面上车速可达每小时15至20公里，25分钟内车厢速热可至十摄氏度，完美地满足了冬奥需求。

根据北京交通发展研究院的预测，北京冬奥会期间，将有212辆“100%国产”氢燃料电池客车通过5座加氢站提供加氢服务，预计可实现每辆车每千米0.28升的节油效益，总节油量约9.6吨，实现每辆车每千米0.75千克的减碳效益，总碳减排量约30吨。

与氢能汽车相配套的，还有赛区沿线的加氢站。

9月9日，中国石化为冬奥氢能服务全面启动，在北京冬奥崇礼和延庆两大赛区，北京庆园街加氢站、北京王泉营加氢站、北京燕化兴隆油氢合建站、河北崇礼西湾子加氢站，共4座服务冬奥的加氢站正式投营。

10月20日，中国石油发布《冬奥保障计划》。按照计划，中国石油将从油、气、氢、餐、宿等五个方面为冬奥提供立体保障。在氢能方面，中国石油预计将为816辆氢燃料电池车提供服务，预计供应氢能155吨，可供这些车辆行驶里程累计达232万公里。

9月15日，由国家能源集团低碳院开发的70兆帕加氢机正式获得国际知名认证机构TüV南德认证，跻身国际行业领先水平，该技术将服务于2022北京冬奥会。由国家能源集团承担的冬奥会重点保障工程即将完成的还有“大规模风光互补制氢项目” 、“赤城风光氢储耦合项目”制氢站和“万全油氢服务站项目”，采用大规模太阳能和风能耦合的方式，通过可再生能源制氢，为张家口冬奥赛区提供绿色氢能。

为燃料电池汽车源源不断提供高纯度氢气，利用了中国化工西南化工研究设计院拥有自主知识产权的变压吸附提纯气体技术。一套2000标准立方米/小时氢气提纯装置将燕山石化的工业副产氢气提纯为高纯度氢气，满足了整个北京冬奥会氢燃料电池车的使用需求。

清华大学国家重点研发计划“科技冬奥”专项—“氢能出行关键技术研究与应用示范”项目负责人在接受采访时表示，清华大学正在负责开发氢能与燃料电池信息监控平台，通过仿真模拟与传感器监测，实现制氢、储氢、运氢、加氢数据的实时采集与模型维护，达到数据管理的效果，最终实现科学用氢预测与智能运氢调度。

“氢情助力”冬奥，带动国产氢能技术发展

借着冬奥的机遇，参与服务冬奥的本土氢能企业，在技术上攻克了多项难题，也带动了国产氢能相关技术的发展。

北汽福田研发负责人曾表示，关键零部件及核心技术突破并实现100%国产化替代，曾是团队面临的艰巨任务。

经过近3年技术攻关，北汽福田团队研发了集智能化、平台化、集成化、通用化于一体的新一代快速冷启动高功率密度燃料电池系统和极寒条件下快速升温动力电池系统。整车集成热管理技术可将燃料电池系统的余热供车厢取暖，有效降低氢耗与电耗，达到节能效果。同时，对整车动力效率进行优化，实现燃料电池与动力电池能量耦合，低温快速冷启动与节能运行。

2019年经过测试，车辆在低于零下25摄氏度环境下静置72小时后，整车动力电池系统平均加热速率达到每分钟5摄氏度。2020年1月，亿华通携手福田欧辉客车在海拉尔完成了极寒测试——氢燃料电池客车在-30℃的环境下，放置超过8小时后，进行了超低温冷启动测试，116秒成功启动，对在北方地区规模化推广氢燃料电池汽车意义重大。

在北京冬奥会保供保运项目中，京辉氢能同样负责为“奥运火炬”及“氢燃料电池保障车辆”提供氢气供应、运输及加氢站建设和安全管理服务。京辉氢能负责人在接受采访时曾表示：2008年北京夏季奥运会时，中国的技术还很不成熟，用车多是德国产。如今，福田、宇通等中国厂家生产的氢能源车辆，占据了冬奥舞台，技术更加成熟，氢能的使用，也能体现2022年北京冬奥会的绿色和科技元素。

值得注意的是，北京冬奥会有望使用“清洁氢“，也就是中国氢能联盟提出的全球首个氢能分类标准，将氢气的制备按照温室气体排放量分为“低碳氢”、“清洁氢“和”可再生氢”，“清洁氢”碳排放阈值为4.9 kgCO2e/kgH2，而“可再生氢”同时要求制氢能源为可再生能源，也就是来源于自然的风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源。