“穿”上“氢”装再出发

曾经，湖北大冶“炉火照天地”，3000余年的青铜冶炼史、1700多年的铁矿采掘冶炼史，让这里成为历史悠久的矿冶名城。

今天，一辆辆身披“绿衣”的氢能公交车缓缓驶入大冶东综合能源站，工作人员核对车辆型号、氢气容量，并完成除静电等操作后，将加氢枪接入车辆加氢口……不到10分钟，“喝饱”氢气的公交车奔向下一个公交站点。

不只是公交车，许多功能不同的氢能车辆每天奔走在大冶的大街小巷。因地制宜发展氢能产业，大冶正着力探索资源枯竭城市的绿色转型新路。

废弃矿山发出光伏绿电

走进位于大冶市金湖街道的姜桥制氢工厂中控室，安全管理员殷帅紧盯智慧大屏上的不同监控点位。开关按下，PEM质子交换膜电解槽通电，阳极产生的氧气放空，阴极产生的氢气则进入下一工段进行提纯……只需要半个多小时，纯度达99.999％的氢气便能顺利制备出来。

“工厂设计制氢能力3200标方／小时，满负荷运行年产绿氢1500吨，日制氢能力可达5吨左右，可满足200台公交车或100台矿用设备用氢需求。”殷帅介绍，作为大冶市氢能项目核心工程，姜桥制氢工厂采用“碱性电解槽＋PEM质子交换膜电解槽”双工艺，制氢环节能耗直降15％，且“零碱液排放、零废水污染”。

氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的清洁能源。2023年，大冶市谋划实施绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目，总投资34.38亿元，包括新建三座绿电制氢工厂，配套建设光伏电站和加氢综合能源站，搭建氢能产业智慧运营平台等。

地处鄂东南地区，大冶“无中生有”发展氢能产业的底气何在？大冶的回答是：立足本地资源禀赋，让千年矿冶的文化在新时代焕发新光彩。

距离姜桥制氢工厂不远的宋晚村，一处废弃矿山山体上铺满了光伏板。“过去这里是生态伤疤，现在成了‘阳光银行’。”绿冶氢能公司负责人张恒说，矿坑地形经专家论证后，通过削坡、加固，既消除了地质灾害隐患，又为光伏板提供了最佳倾角。

据悉，这片由废弃矿山改造的光伏场，总装机20兆瓦，预计年发电2000万度，可直供制氢车间。目前施工单位正在对光伏板接电缆、安装逆变器，预计正式通电后，制氢工厂的用电价格将降低到3毛多钱一度。

大冶铜、铁、煤、有色金属等矿产资源丰富，开发利用历史悠久，多年的采冶遗留下大量废弃矿山。“利用矿山开发留下的废弃用地、边坡、尾矿库等资源建设光伏电站，这种模式不仅解决了制氢工厂的电力供应问题，更实现了‘采空区变能源仓、尾矿场变发电站’的绿色蝶变。”张恒表示。

产学研协同破储氢难题

制氢不易，储氢更难。在宋晚村的光伏板之下，“岩洞储氢第一库”已经初具雏形。几名施工人员在洞内进行岩体加固和衬砌等作业。

“以往，氢气通常储存于地面钢质球罐中，成本高、储量小，还非常占用地面空间。”中冶武勘工程技术有限公司设计院副总工程师谢亮介绍，在姜桥制氢工厂就有两个巨大的储气罐，每个罐子的容量为1000立方米。

为了破解这一难题，去年12月，由中冶武勘工程技术有限公司投资、研发、设计及建设的湖北大冶深地储氢科研中试基地项目开工建设。

这是中国首个岩洞储氢科研中试项目。工作人员从矿山山脚垂直向内挖掘92米，打造一个长30米、直径5米的圆柱形储氢硐室。硐室可承受10兆帕压力，相当于1000米水深压力，是常见高压罐承压能力的3倍，能储存5万标方氢气。

“用山体作为储气罐，经济又安全。而大冶矿山资源丰富，非常适合作为岩洞储氢的技术试点。”谢亮说，该项目由中冶武勘联合中国科学院武汉岩土力学研究所、武汉科技大学等高校院所开展科研攻关。

存储氢气并不容易，首先要攻克的技术难题便是防止“氢脆”现象。“氢脆是指金属材料在应力和氢的共同作用下，其塑性和韧性显著下降，从而在内部产生微小裂纹。这种现象一旦发生，储氢材料就可能断裂，导致漏气等安全隐患。”中国中冶专业技术领域首席专家、中冶武勘副总工程师丁洪元解释说。

为了解决这一问题，中冶武勘联合国家卓越工程师、武汉科技大学教授丁文红团队反复尝试，成功研发出一种新型高强度抗氢金属复合材料，用于岩洞储氢的密封内衬。在中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士团队的支持下，项目还集成了地质稳定性分析、氢泄漏实时监测、风险预警等多项技术，逐一解决了岩穴储氢的关键技术难题。

上个月，大冶深地氢储能系统中试项目入选国家第一批能源领域氢能试点。预计明年3月建成后，依托光伏发电系统、水电解制氢与岩洞储氢设施的协同运行，每年可减少约12万吨碳排放。

政策引导打造氢能全产业链

在大冶东综合能源站，三台蓝白相间的加氢机一字排开。33路公交车司机杨俊熟练地将车开到加氢区，交由现场工作人员帮忙加氢。屏幕上显示氢气单价为一公斤25元，随着加气量的变化，金额也随之不断增加。

“加满一次容量为18公斤的氢气，能跑200多公里，比燃油成本低30％。”杨俊说，现在基本上三天两充，每次快的话五六分钟就能加满氢气。工作人员拔下加氢枪，屏幕上显示3分钟就加了10多公斤。

车上的仪表盘显示，自今年4月氢能专线开始运行，这辆车已经跑了29463公里。“氢能公交车尾部的排气管排出的是水，环保无污染。”杨俊表示。

目前，大冶城区已有12台氢能公交车、16台冷链运输车、5台氢能渣土车、7台商用氢能物流车常态化运营，每月消耗绿氢16吨左右，覆盖城市交通、矿山运输、民生保障等多领域。“预计明年6月之前，全市要布局300台氢能车辆。”大冶市氢能项目建设指挥部办公室相关负责人介绍。

应用端的拓展离不开政策支持。近日，大冶推出支持氢能产业发展的16条措施，涵盖氢能“制、储、加、用”全产业链，如年产绿氢500吨及以上的企业，可获最高不超过500万元用电补贴；对新建、已建和改建且日加氢能力500公斤及以上的加氢站，一次性给予项目投资20％、最高不超过200万元支持；矿山、货运、客运等领域企业、单位使用氢燃料电池车辆，每年每车最高补贴10万元。

不只是交通领域，在大冶湖高新区氢能创新科技园，施工机械往来穿梭，一派热火朝天的繁忙景象，这里即将招引一批氢能产业链上下游的企业入驻，同时还将搭建大冶市氢能智慧管控平台，覆盖光伏发电、电解制氢、管道输氢、岩穴储氢、能源站储加用全流程，实现精准调度与动态监管，助力企业碳减排。

目前，大冶第二座制氢工厂已挂网招标，两座新的综合能源站建设已进入收尾阶段，更多产业应用场景正在拓展……“大冶的氢能探索，正努力为县域发展未来产业、推动低碳转型提供示范样板。”大冶市委书记孙辄表示，大冶将积极推广氢能在矿山、氢冶炼、电子信息等领域的深度应用，助力产业深度脱碳，降低产品碳足迹，实现“绿色能源吸引绿色产业、绿色产业消纳绿色能源”的良性循环。