國家氫能戰略加速推進,液氫迎來向好發展勢頭,原來在民用領域幾乎為空白的狀況正逐漸好轉。
液氫是一種深冷的氫氣存儲技術。氫氣經過壓縮後,深冷到21K以下使之變為液氫,然後存儲到特制的絕熱真空容器中。常溫、常壓下液氫的密度為氣氫的845倍,液氫的體積能量密度比壓縮貯存高。長期以來,國内液氫主要用于航天和軍工領域,民用液氫推進緩慢,氫液化裝置也主要由美國空氣産品、普萊克斯、德國林德等廠商提供。
随着國内氫能興起,這一局面在慢慢得以改觀,展現在兩方面:1、民用液氫領域現已彙聚了中科富海、航天101所、國富氫能、鴻達興業等一批優秀機構和企業,在相關技術上屢獲重大突破;2、國家已釋出液氫生産、貯存和運輸的國家标準,這使液氫民用有标可依,實作了我國液氫産業民用領域标準零突破,為液氫進入市場化發展提供重要支撐。
液氫項目持續推進,技術實作新突破
在國家政策的支援下,燃料電池汽車示範推廣提速。在全國大力發展氫能的風口下,今年我國液氫産業也迎來新的突破。
2月,上海重塑、佛燃能源、國富氫能、泰極動力簽署協定在佛山合作推進“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-空氣産品久泰高效氫能綜合利用示範項目正式簽約;9月,清華聯手北汽福田的全球首輛35噸級、49噸級分布式驅動液氫燃料電池重型商用車成功問世,順利通過綜合測試。緊接着,中太海事技術(上海)有限公司船用液氫儲存技術實作突破,已掌握液氫薄膜圍護系統技術,同時薄膜型液氫儲運模拟艙已完工。
除氫能企業之外,“國家隊”憑借其長期以來探索液氫在航天和軍工方面的應用經驗,也不斷取得技術突破。4月,由财政部支援,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”項目通過驗收及成果鑒定,相關技術已達到國際領先水準。
6月,北京航天試驗技術研究所成功完成國内首例車載液氫瓶火燒試驗,實作了液氫儲存領域的突破。航天六院101所作為國内液氫領域的中堅力量,7月于甘肅定西市開展液氫工廠項目的建設,10月該項目舉行了奠基儀式。
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《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”國家級能源創新平台的合作架構協定》。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開拓者、引領者、标準制定者,将為承德提供氫能基礎設施發展的系統解決方案,為承德成為京津冀綠色能源和綠氫輸出地作出努力。
整體來看,今年以來,液氫項目數量在顯著增多;液氫技術方面,此前長期制約液氫發展的液氫制冷、儲存、加注技術均有了新的突破,尤其船用液氫儲存技術迎來新發展,為未來相關技術投入船用打下了良好基礎。
企業為什麼重視液氫?
液氫呈現出良好的發展勢頭,主要有三大原因:其一,液氫可解決氫能供需錯配問題。我國是産氫大國,可以充分保證氫燃料電池産業所需的氫源,但供氫端與用氫端存在嚴重的地域不平衡問題。
常見的氫氣輸送主要有幾種方式:高壓氣态運輸;管道輸送;低溫液氫輸送;固體或液體儲氫運輸。目前,高壓氣态儲運是最常見的氫氣儲運方式。相較于高壓儲運,液氫儲運具有運輸成本低、氫純度高、計量友善等優勢,更适合大規模部署和輸運。
其二,國家層面持續探索液氫标準的制定,為液氫市場化、産業化指明了發展方向,堅定了企業試水液氫的信心。今年5月,市場監管總局(國家标準委)最終準許釋出了《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生産系統技術規範》和《液氫貯存和運輸技術要求》三項國家标準,将于11月1日起實施。
三項液氫國标主要從液氫技術名額要求、取樣和分析方法、液氫生産系統組成和技術要求、液氫貯罐的設定、罐車和罐箱的運輸等多個方面進行了規定,目的在于引導和規範我國液氫健康、有序發展。
其三,氫能領域對大規模的制、儲、運、用有了更高的需求,迫使原供應體系加速進化更新。這種背景下,液氫的産業化、商業化價值步入大衆視野,企業開始把目光轉到液氫上來。
在挑戰中“迎難而上”
目前,國内緻力于液氫技術開發和推廣的企業及科研機構有:中科富海、鴻達興業、國富氫能、航天101所等,他們的持續努力為推動國内液氫邁入發展新階段起到了很大作用。需注意的是,國内液氫發展仍存在諸多挑戰。
從政策端來看,液氫尚未能實作合法商用,相關的政策法規還不完備。從供應端來看,民用液氫相關配套設施,包括運輸用的槽車、液氫加注系統都還未成熟,實際建成成果較少。
從産品端來看,下端應用的液氫大巴、重卡、船舶都尚未實作投産。基于以上條件限制,目前國内液氫發展還處于前端制液氫、氫液化研發階段,要真正實作示範應用,還需完善整條産業鍊。
成本方面,氫氣液化成本較高,液化過程需消耗大量能源,液氫儲存成本也高,其安全性、可靠性需要全面保障。運輸儲存方面,液氫的蒸發問題也同樣棘手,比如氫燃料車未運作的狀态下,氫燃料也會自然減少。液氫民用需要規模化,規模化才能帶來降成本。
“目前國内液氫發展還處于示範階段,國産化技術還未經過長期運作,其可靠性、經濟性尚未确定。究其原因,國内液氫此前缺乏應用場景,沒有民用的需求,涉足行業的人士不多且相關技術經驗缺乏。”中科富海甯永強表示。
發展一個新興産業,需要有戰略耐心。雖然液氫發展“道阻且長”,但其自身具有的明顯優勢,在多方力量加持下,未來液氫的崛起隻是時間問題。