国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2021年度拟立项项目公示，清华四川能源互联网研究院（以下简称：清华四川院）成为“十万吨可再生能源电解水制氢合成氨示范工程”项目牵头单位。

“十万吨”“可再生能源电解水制氢”“合成氨”……不少朋友可能和小天一样，刚看到这些专业名词的时候一脸懵。莫慌！今天小天带领大家走进能源开发的一角，为大脑“输入”新知识。





随着“碳达峰、碳中和”工作的持续推进，人们也越来越关注“大气污染”“极端气候”等全球气候变化带来的系列问题。人们习以为常的生活方式、消费行为或日常事务中都很有可能存在着隐形“环境污染”。

以农产业为例↓

液氨作为化肥最主要原料之一，它的关键合成原料就是氢气，占到了全球氢气总产量的40%以上，然而现阶段99%以上的氢气都来自于煤炭、天然气等化石能源的催化重整。在这种传统化工生产流程下制取氢气并合成氨，会产生大量的二氧化碳，并对环境造成一定程度的污染，并不具备可持续性和环境友好性。

电解水制氢合成氨的技术研究及工程示范，则力图通过新的工艺路径制氢取代化石能源消耗，实现传统化工领域的“碳减排”。



下面请大家进入科普时间——清华四川院高级工程师罗子萱表示：“电解水制氢合成氨技术是将完全清洁的可再生电力资源转换为原料氢气，再与从空气中分离出的氮气一起合成液氨，该项目为首例仅采用电力作为生产原料的合成氨项目，这不仅可以将白白流失的‘弃电’化废为宝加以利用，还为化工生产提供新的氢源获取途径。氢是化工产业的‘血液’，基本上所有的化工生产都离不开氢气，如果可再生能源电解水技术能进一步推广到其他化工或材料行业，将有效提高可再生资源利用率，大大降低一次化石能源的消耗，为‘双碳’目标的实现贡献重大力量，意义非凡。”

看完基础知识，伙伴们应该对合成氨、电解水制氢已经有了一定的了解。现在再将“十万吨”、“可再生能源电解水制氢”、“合成氨”这些专业名词连接起来，又会“擦”出什么样的实力火花呢？



清华四川院将与三峡集团、四川大学、四川省能投集团等多家联合单位共同开展“十万吨级可再生能源电解水制氢合成氨示范工程”。“由于可再生能源系统存在快速瞬时变化与间歇波动特性，而化工生产又需要连续稳定，两者在技术上存在难以耦合的情况。所以，我们的研究重点也将关注突破可再生能源制取氢气合成氨系统的全流程优化规划与系统设计、运行控制策略、安全防护体系建设、系统接入与商业运营等共性关键技术难题，提出创新的工程规范与相关行业标准，以支撑示范工程顺利建设落地，并能将该技术和工程经验复制推广。”罗子萱介绍道。

不仅如此，针对大规模电解水制氢集群系统等相关技术问题，清华四川院也将研发出特制适配软件，以提供多段的技术途径、解决方案及经济运行策略。


“识别全工段安全风险”、“设计‘源网氢氨’多工段优化配置与运行策略”“提出电、氢、化工、碳等多市场价格联动的生产决策机制”……在一步一步的研究和设计下，“十万吨级电解水制氢合成氨示范工程”已初现蓝图，也将为国家可再生电力应用创新及传统化工行业转型升级事业添砖加瓦。清华四川能源互联网研究院常务副院长鲁宗相表示：“‘十万吨级可再生能源电解水制氢合成氨示范工程’是研究院首次牵头的国家重点研发计划‘氢能技术’重点专项项目，能够牵头这样重要的研发项目，源自于研究院六年来不断的技术积累与沉淀，不断地在科技创新道路上拼搏奋进。”


作为四川省校合作落地的第一个科研机构，成立六年来，清华四川承担了600余个项目，而这次的“十万吨级电解水制氢合成氨示范工程”，只是其中一项缩影。

六年来，清华四川从无到有，从小到大，在能源互联网的探索实践中砥砺前行，大力推动学科交叉融合，积极开展产学研协同创新，走出了一条紧密契合清华大学“双一流”建设实际，深度服务四川经济社会发展的协同创新之路，逐步发展成为能源互联网领域具有引领作用的技术创新研发机构，为清华大学服务西南地区和天府新区对外开放做出了突出贡献。↑智慧氢能实验室作为四川省校地合作的示范单位、天府新区形象展示窗口，清华四川致力于打造能源互联网领域的人才汇聚平台、科技创新中心、产业发展高地，坚持以“开放、共赢”为指导理念，积极加强国内外合作、扩大对外交流，进一步提升研究院的行业影响力和国际知名度。


“我们所取得这些成果背后都离不开天府新区对我们的支持和关怀，优美的工作环境、优越的人才政策、周到的政务服务，以及在人才公寓、子女就学等方面提供的便利，让我们的科研人才能够安心投入工作，这才能换来如今的发展成果。”鲁宗相说到。

六年过去，清华四川院已深深扎根天府新区，为省市区经济社会发展贡献着源源不断的“清华力量”。六年过去，研究院各项工作均交出了亮丽的答卷，未来，清华四川能源互联网研究院也将继续与天府新区同心同向，共同谱写高质量发展的新篇章。