一、案例背景

在全球能源领域大调整、大变革，以及我国加快推进转变经济发展方式的时代背景下，构建“安全、低碳、清洁、高效”的能源体系，推动能源发展方式转型，是国家能源战略的主要方向。

河钢集团积极响应国家能源战略，大力发展氢能产业，将氢能利用作为重点发展的战略性新兴产业，积极介入制氢、储运、加氢等氢能利用领域，大力培育企业竞争新优势，并致力于成为推动我国氢能产业发展的先行者。

河钢集团是中国氢能联盟副理事长单位，并且与中国工程院战略咨询中心、中国钢研、东北大学联合组建了“氢能技术与产业创新中心”。

河钢工业技术作为河钢集团战略性新兴产业的承接和实施单位，充分发挥河钢集团的氢气资源和应用场景优势，布局氢能全产业链，制定了河钢集团氢能“十四五”规划，明确了“一中心、一平台、十基地、三十站、万台车、低碳绿色发展”的战略目标。

河钢计入以节能优先、结构优化、绿色低碳、技术引领为发展方向，从氢冶金、氢能物流、氢气制备、涉氢装备制造、核心技术开发等方面入手布局新能源产业，为河钢集团高质量发展提供新动力和新动能，为京津冀地区绿色发展提供示范和引领作用。

2020年至2021年，河钢集团先后建设投运了邯郸和唐山加氢示范站，为氢能车辆的推广提供了基础设施保障。

作为高排放的钢铁企业，有着迫切降碳减排的需要。

其中钢铁企业超低排放评级标准中就明确了清洁运输所占的比重，A级企业清洁运输的比例不低于80%。

氢燃料电池车辆具有零污染、零排放和长续航的优势，尤其是在北方，更是具有电车无法比拟的低温启动和长续航里程的优势。

因此这为推广氢能车辆提供了良好的契机。

二、应用场景介绍

河钢集团通过建设“气站车一体化”发展模式，走“柴改氢”发展道路，最终实现能源清洁化和绿色产业高质量发展，是河钢集团顺应全球能源革命大势的重大战略选择。

在加氢站建设的基础上，河钢唐钢推广了两条氢能专线，分别为短途和中长途线路。

专线一是保证河钢唐钢超低排放A级企业评定的清洁运输线路之一，利用河钢唐钢佳华加氢站为氢能重卡提供氢气加注。

该条线路为短途线路，运行车辆共30辆，车辆品牌为开沃汽车和佛山飞驰49吨氢燃料电池重卡。

为河钢唐钢运输供给焦煤焦炭，返程空载，往返距离为25km，该条线路运输距离较短，装卸车排队时间较短，每日可运输8-12趟。

该条线路日运输量根据唐钢生产进行调节，一般日运量在3000-5000吨。

该条氢能专线是我国第一条商业化运营的氢能重卡运输专线，在京津冀乃至全国氢能重卡的推广营业中具有里程碑意义。

鉴于当前氢气价格、车辆价格、加氢站建设运营成本等因素相对较高，为了降低整体的运营成本，整车厂、氢燃料电池电堆/系统厂家、储氢瓶厂从车辆成本方面做出了贡献。

河钢工业技术从氢气保供、提高加氢站运行效率、氢气价格优惠等方面做出贡献，助力该条氢能专线的建立和运营。

专线二是河钢唐钢焦炭供应线路之一，同样利用河钢唐钢佳华加氢站为氢能重卡提供氢气加注。

该条线路为中长途线路，运行车辆10辆，车辆为佛山飞驰49吨氢燃料电池重卡。

返程空载，往返距离为150km，该条线路装卸作业效率较高，每日可运输2-3趟。

该条线路的商业模式与线路一模式有所区别。

鉴于购车时氢能产业国家和地方补贴政策尚未明确，因此佛山飞驰与寻找产业链内承运企业建立了战略合作，在车辆国家补贴和地方补贴上，双方达成一致的风险共担认可，共推氢能重卡的应用。

三、燃料电池车辆情况

河钢集团现阶段推广应用的是49吨氢燃料电池重卡，氢燃料电池重卡车的本质是在纯电动卡车基础上增加了一套发电系统，即氢燃料电池系统，氢燃料电池系统主要包含储氢罐、氢燃料电池发动机。

其工作原理就是将储氢罐中氢气输送到氢燃料电池发动机中与氧气发生化学反应产生电能，这部分电能与配备的蓄电池在系统调控下输送给驱动电机输出动力，所以氢燃料电池车的本质还是电动车，是携带氢燃料发电机的纯电动车。

氢燃料电池氢汽车与纯电动汽车相比具有更环保、续航里程长，加氢时间短、抗低温性能优异等优点。

安全方面车辆安装有氢气泄漏监测及报警装置，配备高效的安全管理系统，当出现氢气泄漏或者系统故障，会立刻关闭氢气瓶电磁阀，确保氢气不外泄，保障车辆行车安全。

但是其在产业推广初期，也存在着一些劣势，如加氢便利性差、购车成本高、车辆运行成本高等方面。

虽然现阶段氢能及燃料电池的产业化依然任重而道远，但是从技术发展、国家能源安全和环保需求等方面考虑，氢燃料电池车辆拥有着非常大的市场空间和发展潜力。

本次推广的氢燃料电池重卡为开沃重工和佛山飞驰2个品牌。

1、开沃氢燃料电池汽车

车辆整备质量为11050㎏，总质量为25000㎏，准牵引总质量为37840㎏，最高车速为85㎞/h。

开沃重卡内核为氢璞创能150kW电堆模块，发动机额定功率198kW，燃料电池发动机净输出功率110kW。配备的动力电池为宁德时代127.74kwh磷酸铁锂蓄电池。车身配备8个165L氢瓶，加氢最高压力为35Mpa，储氢瓶存储氢气量为32kg，空载等速可续航400km。

2、飞驰氢燃料电池汽车

车辆整备质量为10490㎏，总质量为49000㎏，准牵引总质量为38380㎏，最高车速为89㎞/h。

飞驰重卡内核为国鸿129kW电堆模块，发动机额定功率198kW，燃料电池发动机净输出功率110kW。配备的动力电池为盟固利100.9kwh锰酸锂蓄电池。车身配备10个140L氢瓶，加氢最高压力为35Mpa，储氢瓶存储氢气量为34㎏，空载等速可续航450km。

开沃和飞驰49吨氢能源牵引车可配合挂车实现侧翻卸货和后推卸货功能，提高车辆卸运能力。

车上配套了以远程监控系统、服务调度系统为基础的的运营调度体系，实现了对新能源车辆的全天候监控及故障诊断。

运营时通过运营调度体系可实现对车辆的在线动态监控、远程诊断，实现车辆故障预警机制及时推送故障。

管理人员通过管理端可在线上实时对业务车辆进行调整，结合实时路况信息和加氢站运行情况，可实现车辆加氢无需等待，运输业务满功率运行，提高了物流业务的运输效率，统筹分配车辆业务合理利用车辆资源实现最大的经济效益。

四、项目运行情况分析

1、运行情况分析

鉴于运营场景、气候、行驶路况以及车辆运行特点等多因素影响，车辆投入前期车辆出勤率相对较低，车辆的百公里氢耗较高。

通过对车辆各项运行数据曲线监控和分析，根据运营场景不同，制定相应的控制策略，并不断对车辆系统参数进行优化，使得车辆的故障率大大降低，车辆出勤率达到98%，较初期提高了十个百分点。

氢气损耗由原来的14.5kg/100km降低到了12.6kg/100km以下。车辆的可靠性和经济性大大提高。

在专线的运营过程中，加氢站的高效、可靠运行是氢能专线稳定运营的重要保证。

加氢站的顺行涉及了氢气的运输、加氢站设备安全稳定运行、氢气供给和加氢操作的合理化调度、车辆与生产的合理搭配等多种因素。

河钢集团通过站车联合运行积累了大量的数据和运营经验，从优化系统控制参数、改进加氢工艺、深挖设备潜能等方面入手，配合合理调度，极大的缩短了加注时间，使得加氢站运行负荷率最高达到了180%。

加氢站的氢气损耗直接影响着加氢站运营的经济性。

通过对加氢站运行的精细化管理和不断的技术改进，实现了加氢站运行氢气损耗的持续降低，由最初的16%氢气损耗降低到了10%以下，极大提高了加氢站运行的安全性和经济性。

整合氢气供给、加氢站和氢能车辆运行经营和数据，河钢集团建立了一套氢能车辆推广经济测算模型，根据运营场景情况，可快速输出车辆推广方案和相关经济指标。

通过产业链的整合，可以快速实现氢能车辆的商业化推广运营。

2、实施效果

（1）截止2022年5月，河钢集团氢能重卡累计加氢135.5t，累计行驶里程150万公里，减碳累计3500吨，其他污染物累计减排700吨。氢能运输专线的运营推广为钢厂超低排放评级及环境的降碳减排做出了突出的贡献。

（2）加氢站运行过程中逐步完善站内各项标准化作业和安全生产规范，期间输出的“加氢站标准管理体系的建设与实施”获得河北省企业管理现代化成果三等奖。

目前正在组织申报“河北省冶金行业优秀质量管理成果”、“冶金企业管理现代化创新成果”两个项目。

在加氢站安全管理方面，建立基于定性与定量分析相结合的安全风险分级管控与隐患排查治理双重预防工作机制，实现清单化、信息化、科学化的安全管理模式。

通过上述管理模式创新，不仅解决了加注过程时间过长、速度过慢的问题，把平均加注时间节约了10分钟，由管理改善前的每天25辆氢能重卡提升到每天加注30辆氢能重卡。

还通过运用矩阵图对氢气损耗进行监控，通过加氢站技术革新、制度优化等手段，在安全的前提下氢气损耗降低6%。

综合加注时间、车辆运营效率每年可实现619.2万元的经济效益。

五、亮点及模式总结

1、环保及企业发展驱动需求

河北省作为我国钢铁集中的生产基地，尤其是唐山市分布多个钢铁企业聚集区。

2021年，唐山市生铁、粗钢、钢材产量分别占全国总产量的13.11%、12.69%、11.58%。高耗能、高排放企业密集，给环境造成巨大压力。

唐山市近年来，持续加大环保治理力度，对企业排放要求日益严格，要求钢铁企业要按照《钢铁企业超低排放改造工作方案》抓好落实，要瞄准短板问题，加大投入力度，加快破解发展中的环保问题。

在环境治理和企业发展的共同作用下，作为高排放的钢铁企业，为了企业的可持续爱展，有着迫切降碳减排的需要。

清洁物流运输作为企业减排的一个重要方向，也被作为评定钢铁企业是否为超低排放企业的一个主要指标。

钢铁企业超低排放评级标准中明确了清洁运输所占的比重，要求A级企业清洁运输的比例不低于80%。

氢燃料电池车辆具有零污染、零排放和长续航的优势，尤其是在北方，更是具有电车无法比拟的低温启动和长续航里程的优势。

因此这为推广氢能车辆提供了良好的契机。

2、加氢站奠定产业基础

河钢集团自2018年开始筹备加氢站的建设。

自加氢站建成投运后，通过站车联合示范运行，河钢集团采集积累大量数据，为加氢站工艺参数制定以及车辆适用性提升等工作提供数据支撑，并探索构建可持续的商业模式，为建设覆盖京津冀地区的制氢、加氢、用氢网络以及氢能材料制备体系夯实基础。

3、商业化线路的开辟

河钢集团在当前氢气价格、车辆价格、加氢站建设运营成本等因素相对较高的前提下，构建氢燃料运输管控平台，将氢燃料重卡运输产业链各环节包括钢厂、整车企业、燃料电池企业、供氢系统企业、制氢工厂、加氢站、物流企业统筹协调，通过构建运输线路-倒推成本核算-组建运营单元的基本逻辑，在产业链上下游企业的集体贡献和通力协作下，使得氢燃料重卡商业化运营路线成为可能。

河钢集团作为平台的构建者和模式的倡导者从氢气保供、提高加氢站运行效率、氢气价格优惠等方面做出自己的努力，助力该条能专线的建立和运营。

在业内合作单位的通力配合和支持下，河钢集团于2021年7月，在唐山成功举行了氢燃料重卡商业化运行全国首发式，该首发式是京津冀乃至全国氢能产业的里程碑事件，极大的促进了氢能产业的发展。