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一條跨越千里的“氫能大動脈”，將張家口、承德的綠電轉(zhuǎn)化為綠氫，直送唐山的工廠與港口。

前不久，國家能源局發(fā)布全國首批能源領(lǐng)域氫能試點名單，由張家口、承德、唐山三市聯(lián)合申報的“河北張承唐氫能區(qū)域試點”成功入選，成為全國9個區(qū)域試點之一。

從破解“氫脆”技術(shù)難題，到構(gòu)建“制、儲、輸、用、研”全產(chǎn)業(yè)鏈，該試點不但將打造一條河北工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的新能源通道，也是對氫能長距離跨區(qū)域協(xié)同利用的新探索。

1月4日，在張家口市交投氫能新能源科技有限公司創(chuàng)壩加氫站，公交車正在加氫。河北日報記者 劉雅靜攝

減碳量相當于再造10個塞罕壩

冬日的張家口，寒風凜冽，壩上的風電機組迎風而立，將風能源源不斷轉(zhuǎn)化為綠色電能。

2025年12月19日，張家口市能源局的一間辦公室里，綜合科科長趙東曉正仔細觀看墻上的一幅區(qū)域地圖。地圖上，一條醒目的粗線從張家口市康?？h向東南蜿蜒，穿過承德的山地丘陵，抵達唐山曹妃甸的渤海之濱。

“這就是我們將要建設(shè)的‘氫能大動脈’——康保至曹妃甸氫氣長輸管道，總長約1037公里。”趙東曉說，正是這條“氫動脈”，支撐起了張承唐氫能區(qū)域試點。

前不久，國家能源局發(fā)布全國首批能源領(lǐng)域氫能試點名單，由張家口、承德、唐山三市聯(lián)合申報的“河北張承唐氫能區(qū)域試點”成功入選，成為全國9個區(qū)域試點之一。

這標志著，一個立足京津冀、旨在破解綠氫規(guī)?；l(fā)展瓶頸、探索跨區(qū)域協(xié)同新路徑的國家級樣板工程，從藍圖正式邁入系統(tǒng)實施階段。

為何是張承唐三地？在趙東曉看來，這是一次資源稟賦與產(chǎn)業(yè)需求的精準匹配，三地優(yōu)勢互補，堪稱“天作之合”。

“氫能想要大規(guī)模發(fā)展，必須解決‘從哪里來’和‘到哪里去’的問題。”趙東曉分析。

首先，看來處。張家口、承德兩市風光資源富集，是河北乃至華北地區(qū)重要的清潔能源基地。截至2025年12月底，張家口市新能源總裝機突破4500萬千瓦，承德清潔能源總裝機突破2430萬千瓦。然而，由于電力外送通道容量有限，本地消納能力不足，“棄風棄光”壓力始終存在。將富余的綠電轉(zhuǎn)化為氫能，成為消化波動性新能源、提升能源利用效率的必然選擇。

其次，看去處。唐山作為河北重要的工業(yè)城市，鋼鐵、化工等重工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，碳排放總量大，綠色轉(zhuǎn)型需求迫切。在轉(zhuǎn)型過程中，無論是氫冶金、化工原料替代，還是港口氫能重卡，都需要穩(wěn)定、經(jīng)濟、大規(guī)模的綠氫供應。然而，唐山本地工業(yè)副產(chǎn)氫（灰氫）難以滿足零碳轉(zhuǎn)型要求，從外部運入綠氫又面臨儲運成本高的“最后一公里”瓶頸。

張承唐氫能區(qū)域試點，正是為了打通這“最后一公里”。根據(jù)規(guī)劃，試點確立了“張承制氫、唐山應用”的跨區(qū)域協(xié)同格局。張家口、承德依托風光資源，建設(shè)規(guī)模化綠氫生產(chǎn)基地；唐山則作為多元應用樞紐和產(chǎn)業(yè)終端，消納綠氫，推動重工業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。

“該試點的意義不止于單個項目的示范，而是要構(gòu)建完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈。”趙東曉表示，規(guī)劃覆蓋“制、儲、輸、用、研”五大關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包含多個重點項目，旨在系統(tǒng)性驗證氫能產(chǎn)業(yè)從技術(shù)到商業(yè)化的全路徑。

根據(jù)規(guī)劃，2026年，張承唐氫能區(qū)域試點核心工程將進入開工建設(shè)期。到2028年，“制-儲-輸-用-研”全鏈條產(chǎn)業(yè)生態(tài)全面成型，全體系實現(xiàn)商業(yè)化閉環(huán)運行，降本增效成果將規(guī)?；瘍冬F(xiàn)。

業(yè)內(nèi)人士分析，遠期規(guī)劃全面建成后，張承唐氫能區(qū)域試點的賦能效應將是多維而深遠的。

首先是生態(tài)效益。以康保至曹妃甸氫氣長輸管道為例，該管道滿負荷運行后年輸氫量155萬噸，可替代標煤481萬噸、減排二氧化碳916萬噸。這一減碳量，相當于再造10個塞罕壩機械林場的年固碳能力，為京津冀實現(xiàn)“雙碳”目標實現(xiàn)注入強勁動力。

經(jīng)濟效益與產(chǎn)業(yè)拉動效應同樣巨大。據(jù)測算，康保至曹妃甸氫氣長輸管道項目總投資約135億元，可直接帶動管材用鋼約28萬噸。此外，它還能撬動上游風光制氫、電解槽、儲能設(shè)施及下游應用裝備制造等環(huán)節(jié)超1500億元的關(guān)聯(lián)投資。

更值得期待的是，遠期這條管道還可聯(lián)通內(nèi)蒙古烏蘭察布、錫林郭勒等省外氫源，形成更廣闊的“西氫東送”網(wǎng)絡(luò)，打造“京津冀氫能走廊”，輻射帶動區(qū)域能源結(jié)構(gòu)整體轉(zhuǎn)型。

2025年12月10日，位于康?？h的河北鴻蒙制氫工廠廠區(qū)。常嘉鑫攝

創(chuàng)下氫能長距離運輸多個國內(nèi)之最

2025年12月18日，張家口市康?？h張紀鎮(zhèn)侯家營村一處開闊地上，鴻蒙制氫工廠氫氣管線正在有序安裝。

這里，是張承唐氫能區(qū)域試點核心工程——康保至曹妃甸氫氣長輸管道的起點。作為目前全國設(shè)計口徑最大、輸氫能力最強、鋼材等級最高的純氫輸送管道，它的每一步進展都備受業(yè)內(nèi)關(guān)注。

為什么要建這樣一條管道？

張家口海泰氫能科技有限公司是氫氣長輸管道的規(guī)劃建設(shè)方，該公司總經(jīng)理白天明告訴記者，氫能未來大規(guī)模發(fā)展，必須依賴于管道運輸。

他的這一判斷背后，是當前氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的現(xiàn)實困境：運輸成本高昂。

“目前氫能的主流運輸方式是用長管拖車運輸高壓氣氫，但這種方式卻難以支撐氫氣大規(guī)模應用。”白天明介紹，由于氫氣密度極小，即便將其加壓至20兆帕，運載量也十分有限，一輛自重25噸到30噸的運輸車，往往只能拉三四百公斤氫氣。

這樣的運載效率，導致氫氣運輸高成本，每百公里每公斤運費高達6至8元。“而目前電解水制氫成本約為每公斤15至16元，這意味著只要距離稍遠，運費就能趕上甚至超過生產(chǎn)成本，導致氫氣的經(jīng)濟性大大下降。”他表示。

同時，另一種液氫運輸方式，也受制于高昂的液化成本（液化1公斤氫氣約需13度電）和尚未完全成熟的技術(shù)裝備，短期內(nèi)難以擔當大任。

相比之下，管道輸送則展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。據(jù)測算，管道輸氫成本可降至每百公里每公斤0.5元至1元。更重要的是，其運輸成本隨距離增長而增加的幅度遠低于汽運，具備千里輸送的經(jīng)濟可行性。

此外，管道不僅可以輸送氫氣，其本身還是一個巨大的“儲氫庫”。以康保至曹妃甸氫氣長輸管道為例，全線注滿后可儲存約2800噸氫氣，相當于近萬輛長管拖車的運量。“這相當于修了一條運氫高速公路，還附帶一個大型儲氫庫。”白天明這樣比喻。

管道長距離輸氫優(yōu)點很多，真正建設(shè)起來卻并不容易。

總長度約1037公里、管道口徑813毫米、設(shè)計壓力7.2兆帕、設(shè)計年輸氫量155萬噸……康保至曹妃甸氫氣長輸管道創(chuàng)下氫能長距離運輸多個國內(nèi)之最。而實現(xiàn)這些的背后，是一系列技術(shù)難關(guān)的攻克。

建設(shè)輸氫管道，首先要克服的難題是管道材料“氫脆”問題。

“氫脆是指金屬材料在應力和氫的共同作用下，其塑性和韌性顯著下降，從而在內(nèi)部產(chǎn)生微小裂紋。這種現(xiàn)象一旦發(fā)生，管道就可能斷裂，導致漏氣等安全隱患。”白天明說。

為解決這一問題，海泰氫能聯(lián)合中石油管道設(shè)計院，聯(lián)合國內(nèi)一流鋼廠與鋼管廠，試制16組樣品，送往鋼鐵研究總院進行嚴格的氫氣相容性試驗。

“在選材時，我們從源頭把控，在煉鋼環(huán)節(jié)嚴格控制碳、硫、磷等元素含量，實現(xiàn)低碳低磷。在軋制環(huán)節(jié)精準控制工藝，通過微觀組織調(diào)控提升鋼材抗氫脆能力。”白天明解釋。

最終，為兼顧強度與經(jīng)濟性，管道選用X60高等級管線鋼，可以保證在管壁更薄的前提下不發(fā)生氫脆，同時也節(jié)省了成本。

管道輸氫的另一個難題，是泄漏控制。

氫氣的分子尺寸遠小于天然氣，因而容易發(fā)生泄漏。為此，項目對管道全線所有環(huán)焊縫提出100%射線檢測和100%超聲波檢測的嚴苛要求，并大規(guī)模推廣自動化焊接以提高質(zhì)量一致性。

針對最容易泄漏的閥門，項目組發(fā)現(xiàn)，沿用天然氣管道閥門的方案行不通。為此，他們聯(lián)合浙江大學等院校，推動閥門廠家對密封件結(jié)構(gòu)設(shè)計進行針對性優(yōu)化，全新研發(fā)適用于氫氣運輸?shù)膶Ｓ瞄y門和密封材料。

值得一提的是，輸氫管道沿線還將同步鋪設(shè)光纜，搭載分布式光纖傳感系統(tǒng)，可敏銳捕捉挖掘、滑坡等異常振動并及時預警。“此外，在關(guān)鍵節(jié)點、人口密集區(qū)、地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)，我們還會增設(shè)專門的氫氣泄漏傳感器和震動傳感器，形成立體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。”白天明表示。

2025年12月10日，位于康保縣的河北鴻蒙制氫工廠高壓儲氫罐。常嘉鑫攝

未來的應用場景廣闊

2025年12月20日，唐山曹妃甸港區(qū)。薄霧中，一輛輛重型卡車無聲駛過集裝箱堆場。

沒有柴油發(fā)動機的轟鳴與黑煙，僅在車尾留下一縷淡淡的水蒸氣，這是氫燃料電池工作的痕跡。這些“喝”氫氣的巨獸，正悄然改變著這座世界級港口的能源底色。它們所用的氫氣，目前主要來自本地工業(yè)副產(chǎn)氫。

“相比柴油重卡，氫能重卡的環(huán)保優(yōu)勢突出。相比純電動重卡，氫能重卡具有加注時間短、低溫性能好、續(xù)航里程長的特點，尤其適用于固定線路、高頻重載的短駁運輸。”白天明介紹。

目前，唐山已推廣氫燃料電池汽車2000余輛，主要在京唐港至河鋼、遷安等線路上運營，成功打造了京津冀地區(qū)首個氫能重卡運輸示范場景。

“康保至曹妃甸氫氣長輸管道建成通氣后，唐山的綠氫使用成本能顯著降低。當消費側(cè)氫氣價格降至每公斤20元時，其在重卡領(lǐng)域的市場競爭力將大大增強。”白天明表示，隨著成本下降和供氫保障提升，唐山龐大的重卡存量市場有望逐步實現(xiàn)綠色替代，并能催生本地燃料電池及整車制造產(chǎn)業(yè)鏈。

綠氫冶金，也是未來氫氣在唐山的一個重要應用場景。

鋼鐵行業(yè)是唐山碳排放的主要來源之一，也是脫碳難點。輸氫管道建成后，可為唐山本土鋼企提供大規(guī)模的綠氫資源。

“盡管目前綠氫冶金成本相較于傳統(tǒng)煤基冶金仍偏高，但隨著可再生能源成本下降和碳約束收緊，綠氫冶金將成為鋼鐵行業(yè)深度脫碳的關(guān)鍵選項，并提升產(chǎn)品在國際市場上的綠色競爭力。”業(yè)內(nèi)專家表示。

在氫冶金大規(guī)模普及前，將少量氫氣摻入現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)，也是一項現(xiàn)實可行、見效較快的降碳措施。

唐山工業(yè)與民用天然氣消費量大，摻氫市場空間廣闊。對于燃氣企業(yè)而言，摻入價格適宜的氫氣有助于優(yōu)化氣源結(jié)構(gòu)；對于用戶而言，可以在不改變用能習慣的前提下實現(xiàn)減碳。

未來，氫能的應用場景還可以延伸至化工領(lǐng)域。“氫氣可與氮氣合成氨，利用綠氫制成的‘綠氨’，既是零碳的化工原料，也是潛力巨大的清潔燃料，尤其在國際航運脫碳領(lǐng)域備受關(guān)注。”白天明介紹。

曹妃甸港區(qū)擁有成熟的化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和港口條件，具備發(fā)展綠氨產(chǎn)業(yè)的區(qū)位優(yōu)勢。通過管道輸送獲取綠氫后，在本地合成綠氨，可依托港口便利出口。這不僅能帶動本地化工產(chǎn)業(yè)升級，也能將河北豐富的可再生能源轉(zhuǎn)化為高價值的綠色貿(mào)易產(chǎn)品。

從港口運輸?shù)臍淠苤乜ǎ戒搹S所需的綠氫原料；從千家萬戶可能使用的摻氫燃氣，到出口潛力巨大的綠氨產(chǎn)品……張承唐氫能區(qū)域試點的推進，將系統(tǒng)性地串聯(lián)起我省氫能從生產(chǎn)到消納的完整鏈條。（河北日報記者 王思達 許衛(wèi)兵）

2025年7月22日，在河鋼集團張宣科技氫冶金示范工程現(xiàn)場，技術(shù)人員在巡檢工藝氣源管路。李廣明攝

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多個創(chuàng)新項目打造氫能“制儲輸用”新場景

除核心工程康保至曹妃甸氫氣長輸管道外，此次獲批的張承唐氫能區(qū)域試點還包括多個具體的示范項目和實證平臺，涵蓋氫能“制儲輸用”全鏈條。

在制氫環(huán)節(jié)，多個大型綠色制氫項目引人關(guān)注。在張家口市康保縣，河北鴻蒙離網(wǎng)制氫低溫液化綜合利用示范項目，年產(chǎn)氫氣14萬噸。該項目使用亞洲單機容量最大的陸上風機供電，配合大型堿性電解槽與更靈活的質(zhì)子交換膜電解槽進行制氫并將氫氣液化，大幅降低后續(xù)儲運的體積和成本。

尚義縣50萬千瓦風儲熱氫一體化項目，則采用“風光直供+儲能調(diào)峰+電解制氫”模式，年消耗用電量6億千瓦時用于制氫，通過輸氫管道向京津冀輸送綠氫，每年提供不低于150萬平方米的供熱用水。本項目開創(chuàng)性地采用質(zhì)子交換膜電解槽與堿性電解槽結(jié)合的方案，這一創(chuàng)新性組合在國內(nèi)大規(guī)模制氫項目中處于領(lǐng)先地位。

在唐山，氫的來源則體現(xiàn)了“變廢為寶”的思路。灤州的焦爐煤氣制氫項目，將煉焦過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為高純度的燃料電池用氫。這不僅能進一步滿足本地氫能重卡的示范運營需求，也為傳統(tǒng)工業(yè)的減排提供了新路徑。同時，一種全新的金屬裂解水蒸氣制氫技術(shù)也在測試，其目標是比電解水制氫更低的能耗。

在儲運環(huán)節(jié)，52兆帕鋁內(nèi)膽碳纖維纏繞氣瓶氫氣管束集裝箱儲運設(shè)備試點項目，通過采用先進內(nèi)膽成型工藝、研發(fā)新型輕質(zhì)高強度儲氫管材等技術(shù)，讓單臺管束車氫氣運輸量較傳統(tǒng)設(shè)備大幅提升，有效破解氫氣車輛儲運成本高的難題。

在加氫站內(nèi)，儲氫技術(shù)也在升級。彭李線站的示范項目正在測試將高壓氣態(tài)儲氫與低溫液態(tài)儲氫結(jié)合的系統(tǒng)，這如同為加氫站配上了“大容量儲氫庫”，能顯著提升其服務能力和供氫穩(wěn)定性。

為了驗證各類氫能裝備在實際運行中的性能，試點還設(shè)立了重要的實證平臺。

一個是可再生能源制氫系統(tǒng)及裝備多場景實證實驗平臺，它能夠模擬多種電源場景，對不同類型的電解槽、儲氫裝置和燃料電池進行測試；另一個是堿性電解水制氫裝備多場景實證平臺，該平臺具備對大規(guī)模制氫系統(tǒng)進行多工況、一體化測試與評價的能力，建成后將成為全球首個大規(guī)模堿性電解水制氫多場景實證平臺。