氢能规模化储运亟待推动，液氢迎发展拐点

“近年来，氢能技术发展迅速，产业链不断完善，应用场景日益丰富，氢能市场应用和城市示范取得了可喜成果。” 9月13日，在第五届中国氢能发展峰会暨2023中国氢能百人会年度论坛上，中国工业气体工业协会副会长苏春安指出，同时，整体我国氢能发展速度仍然缓慢。 主要原因是氢能的运行成本非常高，且储存和运输的困难尚未解决。 解决。 要解决这一问题，必须大力发展低温液氢储运技术。

长期以来，我国低温液氢起步较晚，技术门槛高，容器保温要求严格，部分关键设备处于“卡壳”状态； 工程实例少，液氢生产和应用集中在航天火箭发射领域，民用规模较小； 氢气液化装置投资大、能耗高。 目前市场需求较小，规模化应用不足，产能上升缓慢。 不过，随着国家大力发展氢能，国内液氢产业正在迎来拐点。

扩大规模，降低单位运行能耗成本

“与使用高压气瓶运输氢气相比，液氢具有高效、可控、污染少、质量稳定等特点，在储存和运输方面具有高效、低成本的优势。”从应用来看，它具有加氢站占地面积小、压力低、供氢方式灵活、纯度较高等优点。” 中山市先进低温技术研究院研究员李安然说。

国际能源署数据显示，当运输距离为500公里时，液氢配送成本每公斤仅增加约0.3美元，而高压气体运输配送成本将增加5倍以上，接近每公斤2美元。 不难发现，与气态氢相比，液态氢在储存和运输成本上拥有绝对的话语权，有望成为氢能大规模应用的重要推动力。 但由于氢气液化装置投资大、电耗高，一直被普遍认为不经济。

情况可能并非如此。 “我国液氢生产、储存、运输、加注和使用可以借鉴我国液化天然气发展模式。要想在全球氢贸易中占据一席之地，氢液化可以通过在全球范围内探索和改进来实现成本效益平均设施规模。缩小是唯一的可能性。” 春千表示，液氢具有规模效应。 当规模扩大后，氢气液化的能耗和单位成本将显着降低。

根据计算，以不同规模的液氢装置为例：

？ 当液化规模为5吨/天及以下时，液氢装置综合能耗将超过15kWh/kg。

？ 当液化规模达到10-30吨/天时，氢气液化装置综合能耗约为9-14kWh/kg。

？ 当液化规模扩大到150吨/天时，液化能耗可降低至6kWh/kg。

集中力量关键技术装备建设提速发力

“全球有数十座液氢工厂，液氢总产能达480吨/日。而国内液氢总产能仅为5.5吨/日，且仅供应航天领域”。 北京中科富海低温技术有限公司（徐鹏博士列举了这样一组数据表明，我国液氢整体发展还处于起步阶段。

随着2021年11月我国液氢三项国家标准发布——GB/T40045-2021《氢能源汽车用液氢作为燃料》、GB/T40060-2021《液氢储运技术要求》、GB/T40060-2021《液氢储运技术要求》 T40061-2021 随着《液氢生产系统技术规范》的正式实施，氢能标准体系逐步完善。 液氢民用有标准可循。 该标准还将指导液氢生产、储存和运输，加强氢燃料质量管理，推动高端氢能产业发展。 为高质量发展提供重要支撑。

徐鹏介绍，液氢的生产、储存和运输涉及多项核心部件和关键技术。 氢气液化设备主要包括透平膨胀机、低泄漏率换热器、压缩机、低温阀门、正氢转换器等。 及其他核心部件； 液氢储运包括液氢泵、液氢储罐、液氢罐车等设备。

值得注意的是，近年来，我国一些氢能企业持续加大液氢全产业链研发力度，聚焦核心技术装备，从液化扩建、液氢储运，到液氢加注和车载储氢。 开展了相应的科研实验。 以中科富海为例，公司已建成多套具有自主知识产权的低温制冷设备，形成了成熟的低温制冷工艺包。 低温产品包括氢气液化设备、氦液化设备、氦制冷机、液氦制冷设备。 瓷砖及其他配套产品。

此外，国内液氢研发和项目陆续实施，建设进度不断加快。 九泰集团万吨级液氢项目于2022年获得环评批复。全国首个绿色氢液化项目——内蒙古风光互补制氢项目于今年3月签约。 齐鲁氢能一体化项目完成70%，中石油乌海液氢项目计划年底投产。 通过应用实践推动液氢相关标准规范的建立，配合推动液氢产业化，国内众多企业和科研院所正在逐步掌握液氢装备的核心技术并逐步实现产业化。

挑战依然存在，标准检测亟待完善

车载液氢瓶作为低温液氢储存和运输的重要设备，主要包括低温低压液氢瓶和低温高压液氢瓶。 “让我感到遗憾和失望的是，目前国内车载供氢设备基本都是高压储氢瓶，低温液氢还没有得到充分利用。” 中国特种设备检验研究院院长朱明坦言，国外已经开发了很多代车载液。 氢瓶方面，而国内北京天海、国富氢能、富瑞特装等企业仍处于重卡液氢瓶工程样机开发阶段，低温+高压超临界储氢容器的研究相对起步晚的。

“不仅是应用领域，各种标准都需要进一步完善。” 朱明进一步解释说，例如，在《车用液氢瓶》标准中，需要规定基本参数、材料、设计、制造、试验、检验、储存和运输； 《液氢容器性能测试方法》标准中，需要确认液氢容器性能的基本环境、设备、测试顺序、测试项目、数据处理、测试记录和测试报告。 要求。

“安全测试也是一个缺点。” 朱明表示，车载液氢瓶的发展还面临一个比较大的瓶颈，就是缺乏检测基地。 车载液氢瓶本质安全测试包括振动疲劳、真空失效、过载、火灾、冲击等。 ETC。; 液氢钢瓶的保温方式与常规低温保温钢瓶不同。 高性能绝缘对于液氢钢瓶至关重要； 车载液氢瓶供氢系统的设计应高度重视，兼顾其功能、效果和安全性。

南京工业大学化工过程安全国际交流中心张斌教授也提醒，液氢的沸点很低，约为-253摄氏度。 氢气的燃烧速度约为汽油的8.8倍，甲烷的7.3倍。 液氢的燃烧速度约为汽油的2倍，甲烷的2.7倍。 爆炸范围广，易点燃。 液氢应用过程中可能存在的风险类型包括液氢泄漏、延迟点火和爆炸。 低温还可能对其他基础设备造成损坏。

“下一步，协会将推动车载液氢瓶标准编制，以及固定式液氢储罐、液氢储罐产业化，重点解决制氢加氢一体化站问题，对氢能项目设计单位进行评估，建立一系列氢能及燃料电池团体标准体系，将加速氢能产业的可持续发展。”春千表示。