近日,由中国石油和化学工业联合会主办的“中国石油和化工行业碳达峰碳中和高峰论坛”在北京召开,邀请国家部委领导、两院院士解读“双碳”的最新政策要求、发展趋势和技术前沿,并邀请业内专家和企业代表,重点研讨“碳减排、碳零排、碳负排”的CCUS、氢能、地热和余热等实现“双碳”目标关键路径的科学问题,聚焦领域内“卡脖子”关键技术产品,分享最新进展情况。
未势能源液氢总工黄欢明作为氢能源领域企业代表受邀参加氢能分论坛,并聚焦车载液氢超临界压力储供氢技术做主题演讲分享。
液氢比气氢更适合长距离运输储运
在“双碳”目标之下,氢能源的发展已经上升为国家战略,发展液氢可替代石油、天然气等化石能源,解决脱碳背景下的能源分散性供应问题,而实现液氢重卡落地应用也被视为交通脱碳的重要路径,对实现我国碳中和大战略具有重要作用。
黄欢明总工指出,液氢是未来解决氢能大规模储存运输的有效手段,液氢具备密度高、体积小的特点,液氢罐体所需空间小且携带氢气多,不仅可以侧向放置,增加空间利用率,而且重量也更轻,与气氢相比,液氢具有显著的空间、重量和航程优势,可以在不影响空间和载荷的情况下大大增加航程,更具经济优势和高密度储存优势,能够大幅降低氢的运输成本和综合成本。
液氢重卡前景广阔,有望成为干线长距离运输领域的主力军,但限于液氢储存必须使用超低温特殊容器,储存的装料和绝热不完善均易导致氢气蒸发损失、国内法规不明确、标准缺失等因素阻碍,发展液氢重卡仍面临着诸多挑战。
未势能源车载液氢储供氢技术实现多项突破
液氢储运运量更大、充装更快、占地更小,一定是面对未来更大加氢需求下的更优选择。基于对液氢发展的肯定和认知,未势能源紧密结合重卡和内河船舶等重载交通工具对氢燃料的需求开展了液氢供气技术应用研发,并正在建设1tpd液氢工厂和液氢加氢站,以实现液氢重卡运营场景闭环。
黄欢明总工介绍到,未势能源开发的超临界压力下液氢储供氢技术,首次建立了超临界压力下过冷态液氢和超临界态氢的换热关联式,明确了液氢在超临界压力下流动换热规律;创造性采用换热器后供氢回流引射至气瓶内共轭传热的增压技术,在不增加额外耗能的前提下、实现了超临界压力下大流量稳压供氢,最大供氢压力达到1.87MPa以上、供氢流量达到5g/s以上,覆盖当前长续航重卡应用场景的发动机供氢需求,并实现车载工况下液氢无损贮存。
同时,采用超临界压力下抑制液氢蒸发沸腾的原理,未势能源同步开发超临界压力过冷液氢加氢技术,实现加氢管路的单相态传输,消除了液氢传输管道由于蒸发弹状流导致传输阻塞的问题,加氢流率达到8kg/min;并采用超临界压力下泵压加氢,实现加氢后液氢系统压力达到供氢压力,减少了加氢后液氢系统增压时间,大大提升了燃料电池重卡的燃料补给效率和运行效率。
此外,基于实际场景应用需求,未势能源车载液氢系统已陆续完成全运输工况仿真分析、液氢气瓶5g振动和水平10米跌落、整体气密性、液氮加注、液氢、台架等一系列研究和试验实测工作,充分验证了液氢气瓶结构安全性及液氢系统搭载后运行安全。目前,已完成车载液氢系统装车搭载,进入与燃料电池系统匹配性与整车运行测试阶段,各项技术指标均满足设计要求,已达到国际先进水平。
最后,黄欢明总工强调,液氢作为新的技术路线,还需要不断攻坚探索,未势能源希望能与更多产业链伙伴建立合作,联动攻关,共同解决技术难题、试验难题等,助力液氢技术高质量发展,助推液氢重卡实现规模化示范落地。