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液氢乘风而起
作者:官方 来源:中国储能网 所属栏目:基础知识 发布时间:2022-01-04 10:58
[ 导读 ]随着国家氢能战略的加快,液氢迎来了良好的发展势头,民用领域几乎空白的局面逐渐好转。液氢是一种深冷氢气储存技术。氢气压缩后...

随着国家氢能战略的加快,液氢迎来了良好的发展势头,民用领域几乎空白的局面逐渐好转。

液氢是一种深冷氢气储存技术。氢气压缩后,深冷至21K以下变为液氢,然后储存在特殊的绝热真空容器中。常温、常压下液氢的密度是气氢的845倍,液氢的体积能量密度高于压缩储存。长期以来,国内液氢主要用于航空航天和军事领域,民用液氢推广缓慢,氢液化设备主要由美国空气产品、普莱克斯、德国林德等制造商提供。

随着国内氢能的兴起,这种情况正在慢慢改变,反映在两个方面:

1、民用液氢领域汇集了中科富海、航天101所、国富氢能、鸿达兴业等优秀机构和企业,在相关技术上取得重大突破;

2、国家发布了液氢生产、储运标准,使液氢民用有标可依,实现了我国液氢工业民用标准的零突破,为液氢进入市场化发展提供了重要支持。

液氢工程不断推进,技术取得新突破

在国家政策的支持下,燃料电池汽车的示范和推广提速。在全国大力发展氢能的风口下,今年中国液氢产业也取得了新的突破。

2月,上海重塑、佛燃能源、国富氢能、泰极动力签署协议,在佛山合作推进液氢储氢加氢站项目;6月,呼和浩特首个万吨级绿色液氢能源项目——空气产品久泰高效氢综合利用示范项目正式签署;9月,清华与北汽福田合作,成功推出世界上第一辆35吨级、49吨级分布式驱动液氢燃料电池重型商用车,成功通过综合测试。随后,中太海事技术(上海)有限公司船用液氢储存技术取得突破,掌握了液氢薄膜围护系统技术,完成了薄膜液氢储存和运输模拟舱。

除氢能企业外,国家队还凭借长期探索液氢在航天和军工领域的应用经验,取得了技术突破。4月,在财政部的支持下,中国科学院理化技术研究所承担的液氦到超流氦温区大型低温制冷系统研制项目通过验收和成果鉴定,相关技术达到国际领先水平。

6月,北京航天试验技术研究所成功完成了中国第一次车载液氢瓶火烧试验,在液氢储存领域取得突破。作为国内液氢领域的骨干,航天六院101所于7月在甘肃省定西市开展了液氢工厂项目建设,10月举行了奠基仪式。

近日,河北省承德市与河北建设投资集团、中国航天科技集团氢能工程研发中心签署了《关于共同推进“国家能源氢能与可再生能源协同技术研发中心”国家级能源创新平台的合作框架协议》。中国航天科技集团氢能工程研发中心主任谭永华表示,作为中国液氢行业的先驱和领导者、标准制定者,将为承德提供氢基础设施开发的系统解决方案,努力成为京津冀绿色能源和绿色氢输出地。

总体而言,今年以来,液氢项目数量大幅增加;在液氢技术方面,长期制约液氢发展的液氢制冷、储存和加注技术取得了新的突破,特别是船用液氢储存技术迎来了新的发展,为今后将相关技术投入船用奠定了良好的基础。

企业为何重视液氢?

液氢具有良好的发展势头,主要有三个原因:一是液氢可以解决氢能供需不匹配的问题。中国是氢生产大国,可以充分保证氢燃料电池行业所需的氢源,但氢供应端和用氢端存在严重的区域不平衡。

常见的氢气输送方式有几种:高压气态输送;管道输送;低温液氢输送;固体或液体储氢运输。目前,高压气态储运是最常见的氢气储运方式。与高压储运相比,液氢储运具有运输成本低、氢纯度高、计量方便等优点,更适合大规模部署和运输。

其次,国家层面继续探索液氢标准的制定,为液氢市场化和产业化指明了发展方向,增强了企业测试液氢的信心。今年5月,国家市场监管总局(国家标准委)最终批准发布了《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输技术要求》,将于11月1日起实施。

三项液氢国家标准主要从液氢技术指标要求、取样分析方法、液氢生产系统组成和技术要求、液氢储罐设置、罐车运输等方面进行规定,目的是引导和规范我国液氢健康有序发展。

第三,氢能领域对大规模制造、储存和应用的需求较高,迫使原供应系统加快进化升级。在这种背景下,液氢的产业化和商业化价值进入了公众的视野,企业开始关注液氢。

挑战中迎难而上

目前,致力于液氢技术开发和推广的国内企业和科研机构有:中科富海、鸿达兴业、国富氢能、航天101所等。他们的不断努力对促进国内液氢进入发展的新阶段发挥了重要作用。需要注意的是,国内液氢的发展仍存在许多挑战。

从政策方面看,液氢尚未合法商业化,相关政策法规不完善。从供应方面看,民用液氢相关配套设施,包括运输槽车、液氢加注系统尚未成熟,实际建设成果较少。

从产品方面看,下端应用的液氢巴士、重型卡车和船舶尚未投产。基于上述条件,国内液氢的发展仍处于前端液氢和氢液化的研发阶段。为了真正实现示范应用,我们还需要完善整个产业链。

在成本方面,氢液化成本较高,液化过程需要消耗大量能源,液氢储存成本也较高,其安全性和可靠性需要得到充分保证。在运输和储存方面,液氢的蒸发也很困难。例如,当氢燃料汽车不运行时,氢燃料自然会减少。液氢民用需要规模化,以降低成本。

“目前,国内液氢的发展仍处于示范阶段,国产化技术尚未长期运行,其可靠性和经济性尚未确定。原因是国内液氢缺乏应用场景和民用需求,涉及行业的人不多,缺乏相关技术经验。”中科富海宁永强说。

要发展一个新兴产业,我们需要有战略耐心。虽然液氢的发展是阻碍和长期的,但它自身明显的优势,在各种力量的支持下,未来液氢的崛起只是一个时间问题。

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