康保至曹妃甸氫氣長輸管道線路示意圖。 張家口市能源局供圖

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

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

從破解“氫脆”技術難題，到構建“制儲輸用研”全產業鏈，該試點不但將打造一條河北工業綠色轉型的新能源通道，也是對氫能長距離跨區域協同利用的新探索。

□本報記者 王思達 許衛兵

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域地圖。地圖上，一條醒目的粗線從張家口市康保縣向東南蜿蜒，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域試點。

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

這標志著，一個立足京津冀、旨在破解綠氫規模化發展瓶頸、探索跨區域協同新路徑的國家級樣板工程，從藍圖正式邁入系統實施階段。

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

“氫能想要大規模發展，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城市，鋼鐵、化工等重工業基礎雄厚，碳排放總量大，綠色轉型需求迫切。在轉型過程中，無論是氫冶金、化工原料替代，還是港口氫能重卡，都需要穩定、經濟、大規模的綠氫供應。然而，唐山本地工業副產氫(灰氫)難以滿足零碳轉型要求，從外部運入綠氫又面臨儲運成本高的“最后一公里”瓶頸。

張承唐氫能區域試點，正是為了打通這“最后一公里”。根據規劃，試點確立了“張承制氫、唐山應用”的跨區域協同格局。張家口、承德依托風光資源，建設規模化綠氫生產基地;唐山則作為多元應用樞紐和產業終端，消納綠氫，推動重工業低碳轉型。

“該試點的意義不止于單個項目的示范，而是要構建完整的氫能產業鏈。”趙東曉表示，規劃覆蓋“制儲輸用研”五大關鍵環節，包含多個重點項目，旨在系統性驗證氫能產業從技術到商業化的全路徑。

根據規劃，2026年，張承唐氫能區域試點核心工程將進入開工建設期。到2028年，“制儲輸用研”全鏈條產業生態全面成形，全體系實現商業化閉環運行，降本增效成果將規模化兌現。

業內人士分析，遠期規劃全面建成后，張承唐氫能區域試點的賦能效應將是多維而深遠的。

首先是生態效益。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“雙碳”目標注入強勁動力。

經濟效益與產業拉動效應同樣巨大。據測算，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、儲能設施及下游應用裝備制造等環節超1500億元的關聯投資。

更值得期待的是，遠期這條管道還可聯通內蒙古烏蘭察布等省外氫源，形成更廣闊的“西氫東送”網絡，打造“京津冀氫能走廊”，輻射帶動區域能源結構整體轉型。

創下氫能長距離運輸多個國內之最

2025年12月18日，張家口市康保縣張紀鎮侯家營村一處開闊地上，河北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內關注。

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劃建設方，該公司總經理白天明告訴記者，氫能未來大規模發展，必須依賴于管道運輸。

他的這一判斷背后，是當前氫能產業發展面臨的現實困境：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，但這種方式難以支撐氫氣大規模應用。”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，導致氫氣運輸成本高昂，每百公里每公斤運費6元至8元。“而目前電解水制氫成本為每公斤15元至16元，這意味著只要距離稍遠，運費就能趕上甚至超過生產成本，導致氫氣的經濟性大大下降。”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裝備，短期內難以擔當大任。

相比之下，管道輸送則展現出巨大優勢。據測算，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。

管道長距離輸氫優點很多，真正建設起來卻并不容易。

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

建設輸氫管道，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，從而在內部產生微小裂紋。這種現象一旦發生，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，海泰氫能攜手中石油管道設計院，協同國內一流鋼廠與鋼管廠，試制了16組樣品，并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，在煉鋼環節嚴格控制碳、硫、磷等元素含量，實現低碳低磷。在軋制環節精準控制工藝，通過微觀組織調控提升鋼材抗氫脆能力。”白天明解釋。

最終，為兼顧強度與經濟性，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生氫脆，同時也節省了成本。

管道輸氫的另一個難題，是泄漏控制。

氫氣的分子體積遠小于天然氣，因而容易發生泄漏。為此，項目對管道全線所有環焊縫提出100%射線檢測和100%超聲波檢測的嚴苛要求，并大規模推廣自動化焊接以提高質量一致性。

針對最容易泄漏的閥門，項目組發現，沿用天然氣管道閥門的方案行不通。為此，他們聯合浙江大學等院校，推動閥門廠家對密封件結構設計進行針對性優化，全新研發適用于氫氣運輸的專用閥門和密封材料。

值得一提的是，輸氫管道沿線還將同步鋪設光纜，搭載分布式光纖傳感系統，可敏銳捕捉挖掘、滑坡等異常震動并及時預警。“此外，在關鍵節點、人口密集區、地質災害易發區，我們還會增設專門的氫氣泄漏傳感器和震動傳感器，形成立體化監測網絡。”白天明表示。

未來的應用場景廣闊

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

沒有柴油發動機的轟鳴與黑煙，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副產氫。

“相比柴油重卡，氫能重卡的環保優勢突出。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。當消費側氫氣價格降至每公斤20元時，其在重卡領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綠色替代，并能催生本地燃料電池及整車制造產業鏈。

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模的綠氫資源。

“盡管目前綠氫冶金成本相較于傳統煤基冶金仍偏高，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深度脫碳的關鍵選項，并提升產品在國際市場上的綠色競爭力。”業內專家表示。

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

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

未來，氫能的應用場景還可以延伸至化工領域。“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域備受關注。”白天明介紹。

曹妃甸港區擁有成熟的化工產業基礎和港口條件，具備發展綠氨產業的區位優勢。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業升級，也能將河北豐富的可再生能源轉化為高價值的綠色貿易產品。

從港口運輸的氫能重卡，到鋼廠所需的綠氫原料;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品……張承唐氫能區域試點的推進，將系統性地串聯起我省氫能從生產到消納的完整鏈條。

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多個創新項目打造氫能“制儲輸用研”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“制儲輸用研”全鏈條。

在制氫環節，多個大型綠色制氫項目引人關注。在張家口市康保縣，河北鴻蒙離網制氫低溫液化綜合利用示范項目，年產氫氣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子交換膜電解槽進行制氫并將氫氣液化，大幅降低后續儲運的體積和成本。

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。本項目開創性地采用質子交換膜電解槽與堿性電解槽結合的方案，這一創新性組合在國內大規模制氫項目中處于領先地位。

在唐山，氫的來源則體現了“變廢為寶”的思路。灤州的焦爐煤氣制氫項目，將煉焦過程中產生的副產品轉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，也為傳統工業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也在測試，其目標是比電解水制氫更低的能耗。

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

在加氫站內，儲氫技術也在升級。彭李線站的示范項目正在測試將高壓氣態儲氫與低溫液態儲氫結合的系統，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，試點還設立了重要的實證平臺。

一個是可再生能源制氫系統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，該平臺具備對大規模制氫系統進行多工況、一體化測試與評價的能力，建成后將成為全球首個大規模堿性電解水制氫多場景實證平臺。

文/本報記者 王思達