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國際氫能與燃料電池展訊:作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節,氫氣儲運關(guān)系著(zhù)未來(lái)能否將所制取的氫氣合理儲存和利用,更關(guān)系著(zhù)氫氣資源豐富地區與用氫需求較大地區之間能否協(xié)同聯(lián)動(dòng)。
縱觀(guān)整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈條的發(fā)展,氫儲運環(huán)節是目前制約產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要環(huán)節。如何打造高效、低成本的氫氣儲運技術(shù)是實(shí)現大規模用氫的重中之重,在規?;脷涞某跗陔A段中,不同場(chǎng)景的氫儲運模式成為當下的熱點(diǎn)話(huà)題。
氫儲運現狀:難度大、成本高
氫是質(zhì)量能量密度最高的化學(xué)燃料,然而氫在常溫常壓下為氣態(tài),密度僅為空氣的7.14%,這又使得氫氣的體積能量密度相對較低。因其特殊的化學(xué)物理性質(zhì),氫氣儲運一直具有較大難度。如何實(shí)現經(jīng)濟、高效、安全的儲氫技術(shù)是氫能利用走向實(shí)用化、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
從終端氫氣價(jià)格組成來(lái)看,氫氣儲運成本占總成本的 30%左右,經(jīng)濟、高效、安全的儲運氫技術(shù)已成為當前制約氫能規模應用的主要瓶頸之一。
氫能儲運包括氫能儲存和氫能運輸兩部分,氫能的儲存方式?jīng)Q定了采用何種氫能運輸方式。提高氫能儲運效率,降低氫能儲運成本,是氫能儲運技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)。
常見(jiàn)的氫氣存儲方式為常溫高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、有機液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫等。
目前,高壓氣態(tài)儲氫是走在最前沿的儲氫方式,我國眾多氫瓶氫罐制造企業(yè)正在研發(fā)生產(chǎn)IV型儲氫瓶,然而也需要注意碳纖維纏繞等技術(shù)問(wèn)題以及碳纖維原料供應問(wèn)題。未勢能源IV型儲氫瓶生產(chǎn)線(xiàn)在保定工業(yè)園正式落成并進(jìn)入生產(chǎn)階段,未來(lái)或將成為國內高壓氣態(tài)儲氫主力。中復神鷹、中材科技、中集安瑞科等眾多企業(yè)都是碳纖維及高壓儲氫設備的龍頭制造企業(yè)。
低溫液態(tài)儲氫技術(shù)也在近兩年有了較大發(fā)展。在氫能產(chǎn)業(yè)大熱之前,低溫液態(tài)儲氫基本用于航天軍工領(lǐng)域,民用領(lǐng)域一度處于空白狀態(tài)。2021年初,三項液氫國家標準開(kāi)始實(shí)施,液氫發(fā)展提速。2023年初,國內首臺民用液氫罐車(chē)正式開(kāi)工,液氫儲罐技術(shù)將有較大突破。航天六院101所、中集氫能、中科富海等企業(yè)一直在液氫領(lǐng)域內不斷鉆研,并有可喜成績(jì)出現。
盡管固態(tài)儲氫技術(shù)一直受制于技術(shù)的壓力,但在今年也有了長(cháng)足進(jìn)步。氫楓能源在2023年4月發(fā)布了全球第一代噸級鎂基固態(tài)儲運氫車(chē),為固態(tài)儲氫技術(shù)邁上新一級臺階助力。目前,固態(tài)儲氫技術(shù)基本圍繞金屬氫化物儲氫合金,未來(lái)或有較大發(fā)展。
值得一提的是,有機液態(tài)儲氫技術(shù)正在悄然成為氫儲運技術(shù)的一大主力。利用有機物作為儲氫介質(zhì),實(shí)現常溫常壓下儲運氫氣,安全高效。相對來(lái)說(shuō),國內做有機液態(tài)儲氫技術(shù)的企業(yè)較少。中氫源安的安全有機液儲運氫技術(shù)實(shí)現了長(cháng)距離、長(cháng)時(shí)間、大規模儲運氫氣,為氫儲運技術(shù)多一種可能。
氫儲運未來(lái):新技術(shù)、新機遇
國家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(cháng)期規劃(2021-2035年)》中明確對氫能儲運體系的要求:以安全可控為前提,積極推進(jìn)技術(shù)材料工藝創(chuàng )新,支持開(kāi)展多種儲運方式的探索和實(shí)踐。提高高壓氣態(tài)儲運效率,加快降低儲運成本,有效提升高壓氣態(tài)儲運商業(yè)化水平。推動(dòng)低溫液氫儲運產(chǎn)業(yè)化應用,探索固態(tài)、深冷高壓、有機液體等儲運方式應用。
氫能儲運體系是支撐氫能產(chǎn)業(yè)鏈穩固發(fā)展的中間紐帶,推動(dòng)氫能儲運技術(shù)的應用和發(fā)展需要各方的支持和進(jìn)步。探索儲運技術(shù)提升的同時(shí),氫氣儲運也離不開(kāi)基礎設施的建設和完善,我國正提速建設加氫站等氫能基礎設備,包括氫氣管道的建設也正在加速進(jìn)行中。
截至目前,國內加氫站數量已經(jīng)超350座。許多高速公路的加油站已經(jīng)開(kāi)始布局加氫設施,為氫能干線(xiàn)物流的運行做準備。加氫站建設已不僅拘泥于化工園區內,油氫合建站、綜合能源站等也開(kāi)始在眾多城市中出現。此外,純氫管道、天然氣摻氫管道也在建設中,輸氫管網(wǎng)的形成指日可待。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處在風(fēng)口期,從眾多企業(yè)涌入氫能開(kāi)始跑馬圈地時(shí)起,就預示著(zhù)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將不可估量。然而,氫能產(chǎn)業(yè)也未能逃脫“技術(shù)仍需提升、成本仍需下降”的初期發(fā)展現狀,這在氫能儲運環(huán)節體現得尤為明顯。
就像短板效應一樣,一個(gè)產(chǎn)業(yè)越在哪個(gè)環(huán)節薄弱,就越容易在哪個(gè)環(huán)節受制較多。氫能儲運端的發(fā)展一定會(huì )從“氣態(tài)到多相態(tài)”、從“單一化走向多元化”,我國需要在短時(shí)間內提升儲運能力,就需要在經(jīng)濟性上對氫氣儲運提出更多挑戰。
自氫作為“能源屬性”而被接受至今,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了無(wú)序到沉浮的階段。氫能的有序發(fā)展是技術(shù)的累積、市場(chǎng)的擴大、政策的引導以及企業(yè)的深耕共同決定的,氫能儲運端的競爭勢必將帶動(dòng)整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的融合與延伸。
國際氫能委員會(huì )預測,到2050年,氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng )造2.5萬(wàn)億美元的市場(chǎng)規模。根據中國氫能聯(lián)盟預計,到2025年,我國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達到1萬(wàn)億元;到2050年,氫能在我國終端能源體系中占比超過(guò)10%,產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達到12萬(wàn)億元,這將對氫能儲運設備材料提出了大量市場(chǎng)需求,氫儲運環(huán)節將有蓬勃發(fā)展。
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