中国航天氢能发展已获加速度

第十四届中国国际航空航天博览会于11月8日在广东省珠海市举行,中国航天科技集团第六研究院(航天六院)研制开发的28项航天液体动力技术创新成果精彩亮相。

本次参与布展的成果是六院近年来广受社会和国内外市场关注的明星产品,充分展示航天六院在航天液体动力领域的最新科技成果,包括在宇航展区展示4项成果,防务展区1项,冬奥展区3项,航天技术转化应用展区展示成果等多达20项。

航天六院是我国第一个固体火箭发动机研制生产基地。其中101所作为国内最早进行航天氢能利用技术研究的机构,从上世纪60年代起便从事液氢生产和应用技术研究,建成国内唯一的氢氧火箭发动机试验基地,为我国长征五号系列运载火箭芯一级氢氧发动机、长征三号甲系列运载火箭上面级氢氧发动机为代表的新一代载人运载火箭提供研制试验保障,助推北斗导航、火星探测、空间站建造等一个个国家重大航天工程顺利实施。近年来,101所通过技术转化和应用,承担了多项国家氢能源领域相关课题研究工作,攻破多项关键核心技术,从支撑深空探测无毒无污染,到服务国计民生绿色新能源,为构建现代能源体系、兑现“双碳”承诺,矢志不渝,贡献航天智慧和方案。

2017年,101所强化战略引领,规划氢能发展路径,凭借完整的液氢生产和高压氢装备开发基础,组建氢能技术开发与产业化团队,重点开展氢液化领域关键技术攻关。团队历时400多个日日夜夜,围绕“高效大功率氦膨胀制冷的氢液化技术”攻克多项技术难关,研制的我国首套基于氦膨胀制冷循环的吨级氢液化系统于2021年9月调试成功,填补国内专业空白。

2022年,中国航天再迎发射高峰年,空间站建设进入决战决胜阶段,101所型号科研生产任务迎来历史新高。从长征五号两型氢氧发动机一天两试,到新一代载人运载火箭三级氢氧发动机一天三次长程试验,101所试验能力持续提升。作为我国液氢产能和用量最大的单位,101所为有力助推型号工作高质量落地,在推动试验流程再造和智能化试验单元建设的同时,持续提高液氢生产的管控水平,以2022年9月生产1400立方液氢,刷新了单月产量的历史纪录。此外,自2021年9月我国首套2吨/天氦膨胀制冷氢液化系统调试成功以来,为考核设备可靠性,四次启动运行,最长运行时间和稳定运行时间,各项指标处于先进水平,有力支撑了我国航天高密度发射任务的需求。

氢气具有来源广、热值高、零排放等特点,这些特点使氢气从众多新能源行列中脱颖而出,吸引了社会的广泛关注。在北京2022冬奥会开幕式上,由101所参与研制的世界首套氢燃料高压火炬“飞扬”,用微微之火点亮了冬奥,实现了冬奥会历史上火炬的零碳排放,也由此拉开了我国氢时代大幕。今年3月,国家发展改革委、国家能源局印发《氢能产业中长期规划(2021-2035年)》,明确氢能是战略性新兴产业的重点方向,是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新的增长点,也勾勒出培育发展氢能产业的路线图。

相较于气氢,液氢的高储运密度,高运输效率,在规模化应用方面有着更为显著的优势。101所瞄准液氢产业链发展,提早布局,科学谋划。2019年建成我国首个液态储氢加氢测试平台,与清华大学、北汽集团等单位合作联合研制了我国首台液氢重卡,研制完成的我国首套车载液氢供气系统搭载整车试行成功。101所还设立了国家级氢能装备试验中心,开展振动、跌落、冲击、爆破、火烧等试验,建成我国首个氢液化装备和透平膨胀机测试平台。2021年4月,作为主要起草单位参与编写的GB/T40045-2021《氢能汽车用燃料液氢》、GB/T40061-2021《液氢生产系统技术规范》、GB/T40060-2021《液氢贮存和运输技术要求》三项液氢国家标准正式发布,为氢能产业高质量发展提供重要标准支撑。

2021年底,101所还建成了我国首座液氢加氢站。据运载试验技术事业部研发中心主任高婉丽介绍,“该站位于浙江平湖市樱花小镇,整站占地面积2000平米,设有一套14立方米的液氢储罐,两套90兆帕的高压储氢瓶,一套35兆帕液驱压缩机以及一台35兆帕的双枪加氢机,可满足多辆氢燃料电池加注需求,日加氢量最大可达1000公斤,也是国内首座液氢、油、电综合功能服务站。”作为集液氢制、储、运、供、用于一体的最佳研究与应用平台,101所还研制生产了液氢加氢枪、液氢截止阀、液氢调节阀等核心设备,研发了40尺液氢罐箱,正在开展大型液氢球罐的研发工作,加氢站总承能力显著提升。

从中国航天运载火箭到世界首套氢燃料高压火炬“飞扬”再到氢液化工艺全息展示沙盘即将亮相珠海航展,101所作为中国液氢行业的开拓者、引领者、标准制定者,始终保持“先发优势”,抢抓机遇,加快自主创新和产业化步伐。在“双碳”目标下,101所将勇担航天强国使命,持续将航天氢能技术向国民经济领域转化应用,积极为我国氢能产业的发展贡献航天智慧、航天力量和航天解决方案,推动我国氢能产业实现高质量发展。(国际能源网)

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