石景山区隆恩颐园小区218一期锅炉房外景。                               ■企业/供图

  走进石景山区隆恩颐园小区218一期锅炉房,一个形似白色集装箱的机组正在“休息”,静静等待供暖季的到来。

  这里是北京首个氢能供热示范项目所在地。该项目由京能集团所属北京热力投资运营,自2023年底投运以来,已在两个采暖季进行了稳定运行。零碳供热的同时,这套机组实现了 “无氢气存储、无特种设备、安全高效”的创新模式,探索出一条“用氢不见氢”的城市清洁供暖新路径。

  主动布局     供热龙头企业

  2022年,北京市明确提出“着眼碳中和目标,研究制定本市供暖系统重构方案,开展试点示范,逐步解决用新能源替代化石能源保障城市供热的问题”。同年,国家发布《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,将氢能定位为未来国家能源体系的重要组成部分。

  作为北京市供热主力军,北京热力主动布局,率先启动氢能供热示范项目。“不是等政策推着走,而是主动往前探路。”项目负责人尹海全这样形容当时的决策逻辑。

  从选址到技术选型,从安全评估到合规审批,北京热力全程主导,将这座锅炉房变成了氢能供热的“试验田”。

  技术破题     安全有机液储运氢

  氢气作为危化品,储运一直是制约其进入居民区的最大障碍。高压氢罐、低温液氢不仅成本高昂,更因安全距离限制难以进入城区。

  项目采用了“安全有机液储运氢+燃料电池热电联供+空气源热泵”的集成技术路线。其中,核心技术突破在于一套被称为“安全有机液储运氢”(LOHC)的技术。

  “简单来说,就是通过催化方式,把氢气‘装进’一种叫二苄基甲苯的有机液体里。”项目技术负责人尹海全介绍,这种含氢有机液在常温常压下性质稳定,不易燃、不易爆、不挥发、无毒、无腐蚀性,按照现行国家标准属于非危化品,可以像普通货物一样运输,不受限行限或入区域限制。

  1吨有机储氢液可释放约50公斤氢气。在锅炉房内,含氢有机液进入放氢设备,通过高温催化反应释放氢气,随即进入燃料电池发电,电能驱动空气源热泵产生热量;同时,燃料电池反应产生的余热也被回收利用。整套系统实现了“氢气即产即用”,现场无氢气存储、无特种设备。

  整套氢能供热机组作为补充热源,与原有燃气锅炉联合工作,加热二次网回水。2台85千瓦的氢能供热机组,等效供热面积约5000平方米。

  2023-2024供暖季是项目的首个试运行期。系统于2023年11月交付,经过初期调试优化,到次年2月底基本实现连续稳定运行,每天运行约10小时。系统能效比(COP)各阶段分别为1.66、1.59、1.61、1.64,稳定在设计目标值1.5以上。

  “初期放氢速率偏低,主要是因为这是北京第一个此类示范工程,没有成熟案例可以参考。”项目负责人坦言,放氢设备中催化剂用量经过反复试验才找到最优配比。

  进入2024-2025供暖季后,系统已实现稳定运行,完成两个完整采暖周期的验证。居民家中室温稳定在22至24摄氏度之间,与同期燃气供热效果相当。由于设备运行安静、无可见排放,不少居民甚至不知道自家暖气热量有一部分来自氢能。

  示范意义     为城市供暖零碳转型“探路”

  从环保效益看,项目每年可减少天然气消耗约4.5万标方,减排二氧化碳约90吨。若未来使用绿氢,可实现真正的零碳供热。

  但从更宏观的视角看,这个项目的价值远不止于这几百户居民的供暖。

  据介绍,该项目的意义在于北京市首个落地基于安全有机液储运氢技术的纯氢供热应用,填补了标准空白,具有行业引领和示范作用。这个项目用两年时间证明了:通过安全有机液储运氢技术,氢能供热可以在不改变现有锅炉房格局、不增加安全风险的前提下,实现对传统燃气的补充替代。

  更重要的是,项目验证了氢能供热的经济性优化路径和产业链协同模式,为氢能供热从示范走向规模化推广积累了关键数据和技术储备,对未来重构北京市供热体系、实现供暖零碳目标具有重要的探索意义。

  记者从北京热力了解到,集团已制定清晰的规模化发展路径,将在总结石景山项目运行经验的基础上,重点在分布式供热和热电联供领域进行推广。远期计划将技术拓展至工业园区、商业楼宇等更多应用场景,并开发移动供热设备以应对应急供热等需求。

  从一座锅炉房出发,北京正在为城市供暖的零碳转型寻找更多可能。