在業(yè)內(nèi)人士看來，氫能儲運技術水平的提質(zhì)升級是調(diào)節(jié)我國氫能資源供需錯配、實現(xiàn)長距離低成本運氫的關鍵一步，進一步完善氫能儲運體系，才能帶動氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
氫能中游儲運環(huán)節(jié)運輸效率低、成本高是當前氫能發(fā)展的一大痛點。隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求與下游需求的不斷提升，相關企業(yè)都在積極尋求高安全、高密度、低成本、長距離的氫能儲運技術。
在業(yè)內(nèi)人士看來，氫能儲運技術水平的提質(zhì)升級是調(diào)節(jié)我國氫能資源供需錯配、實現(xiàn)長距離低成本運氫的關鍵一步，進一步完善氫能儲運體系，才能帶動氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
液氫儲運潛力巨大
據(jù)了解，氫能儲運技術路線主要有高壓氣態(tài)儲運、低溫液態(tài)儲運、固態(tài)儲運和有機液態(tài)儲運等幾種方式，目前以高壓氣態(tài)儲運技術最為成熟、應用最廣。不過，當前普遍使用的長管拖車高壓氣態(tài)儲運技術只適用于短距離運輸，運輸成本會隨著距離的增加而升高。
低溫液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫和有機液態(tài)儲氫在中長距離運輸中具備成本優(yōu)勢。在業(yè)內(nèi)人士看來，目前多元化的儲運氫系統(tǒng)正在逐步建立，加快研發(fā)低溫液氫儲運、固態(tài)儲氫等新型長距離儲運技術，是降低運輸成本的重要途徑。
以液氫為例，在國富氫能技術裝備股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人魏蔚看來，在儲運環(huán)節(jié)，液氫儲運罐箱(車)自重輕、載氫量大、工作壓力低，比高壓氫運輸效率更高、更安全。同時，液氫在綠氫產(chǎn)地液化的電費低，到了下游終端使用時，可節(jié)省在加氫站的網(wǎng)電消耗，比長輸管道氣態(tài)綠氫攜帶了更多的綠電。此外，液氫在終端極易獲得超純氫，帶動化工電子半導體行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“液氫運輸方面在200公里以上的長距離運輸情況下，液氫的綜合成本低于20兆帕高壓氣態(tài)儲氫。”浙江大學教授張小斌在日前舉辦的氫能儲運及基礎設施多元化創(chuàng)新實踐主題峰會上表示，液氫是全球公認的可大規(guī)模獲得超純氫的方式，相比于氣態(tài)提純技術，具有系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、高效可控、不易污染、品質(zhì)穩(wěn)定等特點。未來工業(yè)用氫的大規(guī)模儲運，尤其是在高純、超純氫方面，液氫儲運及供應有很大的應用前景。
不過，目前我國液氫發(fā)展尚處于初級階段。魏蔚指出，全球液氫總產(chǎn)能超過600噸/天，其中北美占全球液氫產(chǎn)品總量的90%以上。目前，我國已自主建成并投產(chǎn)的液氫工廠總產(chǎn)能不超過10噸/天。
積極探索管道輸氫
管道輸氫是氫能長距離、大規(guī)模運輸氫能的最佳方式之一，目前摻氫天然氣管道、純氫管道建設正逐步展開。
中集安瑞科氫能研究院院長李懷恩表示，管道輸氫已有80多年的歷史，是效率最高的輸氫方式，適合長期、穩(wěn)定巨大需求的場合。
國家石油天然氣管網(wǎng)集團科學技術研究總院氫能管輸技術專家彭世垚表示，就摻氫管道發(fā)展而言，國外摻氫管道處于示范階段，以燃氣管道為主，摻氫比例逐步從0—10%—30%發(fā)展。國內(nèi)摻氫示范項目均為燃氣管道摻氫，長輸摻氫管道已開展建設。總體上，國內(nèi)外在天然氣摻氫均處于示范探索階段，均未實現(xiàn)在現(xiàn)役大口徑、高壓力、高鋼級的管道內(nèi)規(guī)?；瘬綒鋺谩?/p>
在純氫管道方面，國外X52以下鋼級、中低壓純氫管道輸送技術已經(jīng)成熟，正在向大輸量、高鋼級快速發(fā)展。我國純氫管道建設處于起步階段，普遍采用低鋼級管道、運行壓力低、運營里程短，正向大輸量方向發(fā)展。
“到目前為止，全球范圍內(nèi)氫氣管道總里程只有5000多公里，這些管道基本由AL、AP、LINDE等公司建設，并由氫氣生產(chǎn)商運營，主要作為工業(yè)原料。國內(nèi)目前已建成3條純氫輸送管道，數(shù)量僅百公里級，幾乎都以石油煉化工業(yè)為用氫目的。”李懷恩指出。
開展多種儲運方式的探索和實踐
2022年3月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》指出，以安全可控為前提，積極推進技術材料工藝創(chuàng)新，支持開展多種儲運方式的探索和實踐。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。開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范。逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。
中金公司的研報指出，液氫和管道運氫發(fā)展?jié)摿^大，預計到2030年國內(nèi)運氫方式中液氫槽車和管道運輸占比有望達到80%。在業(yè)內(nèi)人士看來，為使我國氫能儲運環(huán)節(jié)由弱轉(zhuǎn)強，首先應加速氫儲運環(huán)節(jié)關鍵零部件國產(chǎn)化進程，使成本得以快速下降。同時，更要加大科研創(chuàng)新力度，推動氫能儲運前沿技術發(fā)展。
彭世垚表示，管道輸氫領域主要圍繞管材及焊縫與氫相容性、工藝控制、設備適應性、安全防護等四方面難題進行深入研究。
張小斌指出，我國液氫產(chǎn)業(yè)已初步具備液氫自主生產(chǎn)能力，還需對10噸/天以上的規(guī)?；夹g加大研發(fā)力度。同時，還可通過設備自主化、產(chǎn)能規(guī)?；确绞浇档鸵簹淇傮w投資。
“展望未來5—15年，氫能基礎沒施與車載儲氫系統(tǒng)發(fā)展邏輯將遵循降低成本、性能提升和智能化的趨勢，應重點關注氫氣大流量快速加注等前沿技術發(fā)展趨勢，以及高質(zhì)量密度液氫儲氫等創(chuàng)新發(fā)展需求。”魏蔚提到。
文丨中國能源報 記者 楊梓
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