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从储运端看氢能产业现状:初期发展的生存难题

2023-08-15 来源:氢能观察作者:张赢 浏览数:140

作为氢能产业链中承上启下的关键环节,氢气储运关系着未来能否将所制取的氢气合理储存和利用,更关系着氢气资源丰富地区与用氢需

作为氢能产业链中承上启下的关键环节,氢气储运关系着未来能否将所制取的氢气合理储存和利用,更关系着氢气资源丰富地区与用氢需求较大地区之间能否协同联动。

纵观整个氢能产业链条的发展,氢储运环节是目前制约产业快速发展的重要环节。如何打造高效、低成本的氢气储运技术是实现大规模用氢的重中之重,在规模化用氢的初期阶段中,不同场景的氢储运模式成为当下的热点话题。

氢储运现状:难度大、成本高

氢是质量能量密度最高的化学燃料,然而氢在常温常压下为气态,密度仅为空气的7.14%,这又使得氢气的体积能量密度相对较低。因其特殊的化学物理性质,氢气储运一直具有较大难度。如何实现经济、高效、安全的储氢技术是氢能利用走向实用化、产业化的关键。

从终端氢气价格组成来看,氢气储运成本占总成本的 30%左右,经济、高效、安全的储运氢技术已成为当前制约氢能规模应用的主要瓶颈之一。

氢能储运包括氢能储存和氢能运输两部分,氢能的储存方式决定了采用何种氢能运输方式。提高氢能储运效率,降低氢能储运成本,是氢能储运技术发展重点。

常见的氢气存储方式为常温高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢等。

目前,高压气态储氢是走在最前沿的储氢方式,我国众多氢瓶氢罐制造企业正在研发生产IV型储氢瓶,然而也需要注意碳纤维缠绕等技术问题以及碳纤维原料供应问题。未势能源IV型储氢瓶生产线在保定工业园正式落成并进入生产阶段,未来或将成为国内高压气态储氢主力。中复神鹰、中材科技、中集安瑞科等众多企业都是碳纤维及高压储氢设备的龙头制造企业。

低温液态储氢技术也在近两年有了较大发展。在氢能产业大热之前,低温液态储氢基本用于航天军工领域,民用领域一度处于空白状态。2021年初,三项液氢国家标准开始实施,液氢发展提速。2023年初,国内首台民用液氢罐车正式开工,液氢储罐技术将有较大突破。航天六院101所、中集氢能、中科富海等企业一直在液氢领域内不断钻研,并有可喜成绩出现。

尽管固态储氢技术一直受制于技术的压力,但在今年也有了长足进步。氢枫能源在2023年4月发布了全球第一代吨级镁基固态储运氢车,为固态储氢技术迈上新一级台阶助力。目前,固态储氢技术基本围绕金属氢化物储氢合金,未来或有较大发展。

值得一提的是,有机液态储氢技术正在悄然成为氢储运技术的一大主力。利用有机物作为储氢介质,实现常温常压下储运氢气,安全高效。相对来说,国内做有机液态储氢技术的企业较少。中氢源安的安全有机液储运氢技术实现了长距离、长时间、大规模储运氢气,为氢储运技术多一种可能。

氢储运未来:新技术、新机遇

国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中明确对氢能储运体系的要求:以安全可控为前提,积极推进技术材料工艺创新,支持开展多种储运方式的探索和实践。提高高压气态储运效率,加快降低储运成本,有效提升高压气态储运商业化水平。推动低温液氢储运产业化应用,探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。

氢能储运体系是支撑氢能产业链稳固发展的中间纽带,推动氢能储运技术的应用和发展需要各方的支持和进步。探索储运技术提升的同时,氢气储运也离不开基础设施的建设和完善,我国正提速建设加氢站等氢能基础设备,包括氢气管道的建设也正在加速进行中。

截至目前,国内加氢站数量已经超350座。许多高速公路的加油站已经开始布局加氢设施,为氢能干线物流的运行做准备。加氢站建设已不仅拘泥于化工园区内,油氢合建站、综合能源站等也开始在众多城市中出现。此外,纯氢管道、天然气掺氢管道也在建设中,输氢管网的形成指日可待。

我国氢能产业发展正处在风口期,从众多企业涌入氢能开始跑马圈地时起,就预示着氢能产业的发展将不可估量。然而,氢能产业也未能逃脱“技术仍需提升、成本仍需下降”的初期发展现状,这在氢能储运环节体现得尤为明显。

就像短板效应一样,一个产业越在哪个环节薄弱,就越容易在哪个环节受制较多。氢能储运端的发展一定会从“气态到多相态”、从“单一化走向多元化”,我国需要在短时间内提升储运能力,就需要在经济性上对氢气储运提出更多挑战。

自氢作为“能源属性”而被接受至今,氢能产业的发展经历了无序到沉浮的阶段。氢能的有序发展是技术的累积、市场的扩大、政策的引导以及企业的深耕共同决定的,氢能储运端的竞争势必将带动整个氢能产业链的融合与延伸。

国际氢能委员会预测,到2050年,氢能产业将创造2.5万亿美元的市场规模。根据中国氢能联盟预计,到2025年,我国氢能产业产值将达到1万亿元;到2050年,氢能在我国终端能源体系中占比超过10%,产业链年产值达到12万亿元,这将对氢能储运设备材料提出了大量市场需求,氢储运环节将有蓬勃发展。


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