
隨著國家氫能戰略的加快,液氫迎來了良好的發展勢頭,民用領域幾乎空白的局面逐漸好轉。
液氫是一種深冷氫氣儲存技術。氫氣壓縮后,深冷至21K以下變為液氫,然后儲存在特殊的絕熱真空容器中。常溫、常壓下液氫的密度是氣氫的845倍,液氫的體積能量密度高于壓縮儲存。長期以來,國內液氫主要用于航空航天和軍事領域,民用液氫推廣緩慢,氫液化設備主要由美國空氣產品、普萊克斯、德國林德等制造商提供。
隨著國內氫能的興起,這種情況正在慢慢改變,反映在兩個方面:
1、民用液氫領域匯集了中科富海、航天101所、國富氫能、鴻達興業等優秀機構和企業,在相關技術上取得重大突破;
2、國家發布了液氫生產、儲運標準,使液氫民用有標可依,實現了我國液氫工業民用標準的零突破,為液氫進入市場化發展提供了重要支持。
液氫工程不斷推進,技術取得新突破
在國家政策的支持下,燃料電池汽車的示范和推廣提速。在全國大力發展氫能的風口下,今年中國液氫產業也取得了新的突破。
2月,上海重塑、佛燃能源、國富氫能、泰極動力簽署協議,在佛山合作推進液氫儲氫加氫站項目;6月,呼和浩特首個萬噸級綠色液氫能源項目——空氣產品久泰高效氫綜合利用示范項目正式簽署;9月,清華與北汽福田合作,成功推出世界上第一輛35噸級、49噸級分布式驅動液氫燃料電池重型商用車,成功通過綜合測試。隨后,中太海事技術(上海)有限公司船用液氫儲存技術取得突破,掌握了液氫薄膜圍護系統技術,完成了薄膜液氫儲存和運輸模擬艙。
除氫能企業外,國家隊還憑借長期探索液氫在航天和軍工領域的應用經驗,取得了技術突破。4月,在財政部的支持下,中國科學院理化技術研究所承擔的液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制項目通過驗收和成果鑒定,相關技術達到國際領先水平。
6月,北京航天試驗技術研究所成功完成了中國第一次車載液氫瓶火燒試驗,在液氫儲存領域取得突破。作為國內液氫領域的骨干,航天六院101所于7月在甘肅省定西市開展了液氫工廠項目建設,10月舉行了奠基儀式。
近日,河北省承德市與河北建設投資集團、中國航天科技集團氫能工程研發中心簽署了《關于共同推進“國家能源氫能與可再生能源協同技術研發中心”國家級能源創新平臺的合作框架協議》。中國航天科技集團氫能工程研發中心主任譚永華表示,作為中國液氫行業的先驅和領導者、標準制定者,將為承德提供氫基礎設施開發的系統解決方案,努力成為京津冀綠色能源和綠色氫輸出地。
總體而言,今年以來,液氫項目數量大幅增加;在液氫技術方面,長期制約液氫發展的液氫制冷、儲存和加注技術取得了新的突破,特別是船用液氫儲存技術迎來了新的發展,為今后將相關技術投入船用奠定了良好的基礎。
企業為何重視液氫?
液氫具有良好的發展勢頭,主要有三個原因:一是液氫可以解決氫能供需不匹配的問題。中國是氫生產大國,可以充分保證氫燃料電池行業所需的氫源,但氫供應端和用氫端存在嚴重的區域不平衡。
常見的氫氣輸送方式有幾種:高壓氣態輸送;管道輸送;低溫液氫輸送;固體或液體儲氫運輸。目前,高壓氣態儲運是最常見的氫氣儲運方式。與高壓儲運相比,液氫儲運具有運輸成本低、氫純度高、計量方便等優點,更適合大規模部署和運輸。
其次,國家層面繼續探索液氫標準的制定,為液氫市場化和產業化指明了發展方向,增強了企業測試液氫的信心。今年5月,國家市場監管總局(國家標準委)最終批準發布了《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生產系統技術規范》和《液氫貯存和運輸技術要求》,將于11月1日起實施。
三項液氫國家標準主要從液氫技術指標要求、取樣分析方法、液氫生產系統組成和技術要求、液氫儲罐設置、罐車運輸等方面進行規定,目的是引導和規范我國液氫健康有序發展。
第三,氫能領域對大規模制造、儲存和應用的需求較高,迫使原供應系統加快進化升級。在這種背景下,液氫的產業化和商業化價值進入了公眾的視野,企業開始關注液氫。
挑戰中迎難而上
目前,致力于液氫技術開發和推廣的國內企業和科研機構有:中科富海、鴻達興業、國富氫能、航天101所等。他們的不斷努力對促進國內液氫進入發展的新階段發揮了重要作用。需要注意的是,國內液氫的發展仍存在許多挑戰。
從政策方面看,液氫尚未合法商業化,相關政策法規不完善。從供應方面看,民用液氫相關配套設施,包括運輸槽車、液氫加注系統尚未成熟,實際建設成果較少。
從產品方面看,下端應用的液氫巴士、重型卡車和船舶尚未投產。基于上述條件,國內液氫的發展仍處于前端液氫和氫液化的研發階段。為了真正實現示范應用,我們還需要完善整個產業鏈。
在成本方面,氫液化成本較高,液化過程需要消耗大量能源,液氫儲存成本也較高,其安全性和可靠性需要得到充分保證。在運輸和儲存方面,液氫的蒸發也很困難。例如,當氫燃料汽車不運行時,氫燃料自然會減少。液氫民用需要規模化,以降低成本。
“目前,國內液氫的發展仍處于示范階段,國產化技術尚未長期運行,其可靠性和經濟性尚未確定。原因是國內液氫缺乏應用場景和民用需求,涉及行業的人不多,缺乏相關技術經驗。”中科富海寧永強說。
要發展一個新興產業,我們需要有戰略耐心。雖然液氫的發展是阻礙和長期的,但它自身明顯的優勢,在各種力量的支持下,未來液氫的崛起只是一個時間問題。
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