氫能在助力北京冬奧會實現(xiàn)碳中和的過程中扮演了重要角色。新京報記者從北京市經(jīng)信局獲悉，北京冬奧大規(guī)模使用氫能等清潔能源，交通運輸領(lǐng)域是“重頭戲”。北京冬奧會共計投入使用816輛氫燃料電池汽車作為主運力開展示范運營服務(wù)，是迄今為止在重大國際賽事中投入規(guī)模最大的。

氫氣制取、儲存和運輸是如何進行的？氫燃料電池汽車如何在極寒天氣中工作？為此，記者對相關(guān)企業(yè)進行了采訪。

此次服務(wù)冬奧會的氫燃料電池汽車包括豐田柯斯達(dá)中巴車（左）和豐田Mirai第二代乘用車（右）。新京報記者 張璐 攝

北京市兩個賽區(qū)投入312輛氫燃料電池汽車

氫被認(rèn)為是21世紀(jì)理想的清潔能源。氫燃料電池汽車在行駛過程中只排放水，因此被稱為“終極環(huán)保車”。

北京市經(jīng)濟和信息化局汽車交通處副處長吳志全介紹，北京冬奧會共計投入使用816輛氫燃料電池汽車作為主運力開展示范運營服務(wù)，是迄今為止在重大國際賽事中投入規(guī)模最大的；其中大巴車數(shù)輛，創(chuàng)下有史以來氫燃料電池大型客車服務(wù)國際級運動賽事數(shù)量最多的紀(jì)錄。北京市兩個賽區(qū)投入312輛氫燃料電池汽車，自冬奧會2月4日開幕以來到2月14日，累計用氫約42.04噸。

氫燃料電池汽車實現(xiàn)了交通活動中的零碳排放，豐田Mirai乘用車每百公里可減少排放二氧化碳大約18.79公斤，豐田柯斯達(dá)中巴車每百公里可減少排放二氧化碳大約47.01公斤，豐田-福田合作開發(fā)的12米大巴車，每百公里可減少排放二氧化碳大約57.86公斤。

綠電制綠氫，隨時為加氫站運送氫氣

作為科技冬奧氫燃料電池汽車氫氣供應(yīng)保障單位，環(huán)宇京輝與京能集團合作，利用由光伏、風(fēng)能等所產(chǎn)生的“綠電”進行氫氣的制取工作，實現(xiàn)“綠電制綠氫”。

氫氣制取和儲存是如何進行的？記者在位于房山區(qū)的北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司氫能產(chǎn)業(yè)園看到，水電解制氫車間中的電解槽、純化設(shè)備和提純設(shè)備正在運行，這里每小時可以制取500立方米氫氣。

環(huán)宇京輝的水電解制氫車間中，電解槽、純化設(shè)備和提純設(shè)備等正在運行。新京報記者 張璐 攝

“通過綠電電解水制氫，所生產(chǎn)的氫氣純度高達(dá)99.99999%。”環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司副總經(jīng)理張巖說，10度電電解1公斤水，可以得到2立方米氫氣和1立方米氧氣。

氫氣通過壓縮機充裝到氫氣長管拖車，放置在儲氫區(qū)域。一輛氫氣長管拖車上有10個儲氫罐，可以儲存4000立方米（350公斤）氫氣。張巖說，每輛車充滿氫氣大概需要兩個小時，充滿后將隨時為加氫站運送氫氣。這樣的車公司共有一百多輛，每天為保障冬奧會運送1.5噸氫氣。

氫氣在運輸過程中如何保障安全？據(jù)張巖介紹，在冬奧會開始之前，環(huán)宇京輝選拔了30位技術(shù)水平過硬的駕駛員參與到氫能源運輸保障工作，并制定了縝密的運輸專項應(yīng)急預(yù)案。

產(chǎn)業(yè)園中還有一個指揮中心，車輛位置、行進路線、燃料電池狀態(tài)等信息一目了然。記者了解到，氫氣長管拖車上安裝了傳感器，指揮中心可以隨時監(jiān)測車輛壓力和溫度等，一旦遇到問題，指揮中心將收到報警，啟動應(yīng)急預(yù)案，把安全隱患扼殺在萌芽狀態(tài)。

極寒條件下，氫燃料客車?yán)m(xù)航里程不打折扣

此次冬奧會，福田歐輝為北京市內(nèi)、延慶和張家口三個賽區(qū)提供了氫燃料客車。12米氫燃料電池客車上裝配有8個70兆帕儲氫瓶，共有46個座位，服務(wù)對象是運動員和冬奧會工作人員。

冬奧會面臨的是與夏季奧運會完全不同的工作環(huán)境，比如極寒氣候下的啟動客車、冰雪濕滑路面、山路爬坡等難題。

據(jù)福田汽車歐輝客車事業(yè)部研發(fā)副總裁劉繼紅介紹，在極寒條件下，電動車因電池特性續(xù)航里程會縮短，相對而言，氫燃料客車更有優(yōu)勢。歐輝氫燃料客車配載全氣候耐極寒動力電池、雙電機無動力中斷驅(qū)動系統(tǒng)，不會因外部環(huán)境溫度降低導(dǎo)致續(xù)航里程下降。

一輛客車加滿氫氣大概需要12分鐘，續(xù)航里程可達(dá)600公里以上。同時客車采用電安全技術(shù)、氫安全技術(shù)、氫電耦合安全系統(tǒng)，保證了氫燃料電池客車整車安全性。客車在長距離續(xù)航、1700米高海拔、超長連續(xù)爬坡動力及干燥空氣等各種環(huán)境工況下得到了有力證明。

他透露，氫燃料客車通過了國內(nèi)首次氫能客車側(cè)撞試驗。1.4噸的小車以每小時43公里的速度從側(cè)面撞擊氫燃料客車的氫系統(tǒng)，證明車輛在碰撞條件下也是非常安全的。

氫燃料電池產(chǎn)生廢熱進行循環(huán)利用，為車內(nèi)供暖

張家口崇禮賽區(qū)氣溫低，風(fēng)雪大，歐輝氫燃料客車可以實現(xiàn)零下30攝氏度極寒低溫啟動、零下40攝氏度極寒低溫存放和停機自動保護。

“我們還獨家研發(fā)了‘U度’綜合熱管理技術(shù)，屬于國內(nèi)首創(chuàng)。”劉繼紅說，這項技術(shù)可以將氫燃料電池所產(chǎn)生的余熱進行循環(huán)利用，為車內(nèi)供暖、為前風(fēng)窗除霜除霧。在燃料電池功率達(dá)到75%時即可實現(xiàn)全余熱供暖，可使整車能耗降低7.6%，車廂內(nèi)部溫度維持在18至20攝氏度。

歐輝氫燃料客車由于采用氫燃料為主要動力，因此碳排放數(shù)量源遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)客車。以歐輝BJ6122氫燃料客車為例，車輛每百公里可少排放約57.86公斤二氧化碳，每輛車每天行駛約200公里，可減少約115.72公斤碳排放。

此次服務(wù)冬奧會的氫燃料電池汽車還包括豐田Mirai第二代乘用車和豐田柯斯達(dá)中巴車。據(jù)豐田汽車研發(fā)中心（中國）有限公司執(zhí)行副總經(jīng)理權(quán)藤憲治介紹，豐田Mirai乘用車應(yīng)用高精尖技術(shù)，在動力單元小型化上下了很多功夫，氫燃料電池動力部分所占空間比較小，轎車可以乘坐五人，后備箱的空間也和其他車輛沒有差異，續(xù)航里程可以達(dá)到850公里。

背景：氫能實現(xiàn)“從1到100”的規(guī)模化應(yīng)用

“綠色”理念體現(xiàn)在北京冬奧會的方方面面，氫能成為綠色能源示范應(yīng)用的主角之一。與往屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料有所不同，北京冬奧會火炬“飛揚”是世界首套采用高壓儲氫火炬，亮點之一是采用氫作為唯一燃料，氫燃料可以保證火炬接力在低溫環(huán)境下進行，而且更加環(huán)保，實現(xiàn)了零碳排放。

吳志全介紹，北京舉辦的夏奧會與冬奧會都與氫能和氫燃料電池汽車結(jié)下緣分。2008年北京夏奧會期間，3輛氫燃料電池汽車運行，并建成我國首座車用加氫站，開啟了氫燃料電池汽車“從0到1”的示范；2022年北京冬奧會，氫作為火炬唯一燃料，氫燃料電池汽車成為運輸主力，實現(xiàn)了氫能和氫燃料電池汽車“從1到100”的規(guī)模化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化突破。

北京冬奧推動完善了加氫站建設(shè)流程。“加氫站屬于新生事物，安全等級要求較高，相關(guān)技術(shù)仍處于不斷發(fā)展完善階段。”吳志全表示，為確保加氫站安全穩(wěn)定運行，北京明確了油氫合建站的審批流程，并創(chuàng)新了工作程序和工作方法，確保了服務(wù)于冬奧會的慶園街、王泉營、金龍和燕化興隆4座加氫站合法投入運營，為今后加氫站的建設(shè)積累了豐富的經(jīng)驗。

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