液氢加快落地 助力氢能跨越“卡脖子”地带

“用氢地区不产氢”，“产氢地区没装备”……氢气储运技术及装备发展滞后、储运成本居高不下……在全国各地争相发展氢能产业的另一面，氢气储运正成为当下我国氢燃料电池产业发展的“卡脖子”地带。

业内通常认为：将氢气液化，以提高储运密度，是尚未具备大规模管道输氢技术背景下，最直接有效的输送方法。

（来源：微信公众号“氢智会” ID：HydrogenAiClub 作者：韩喻）

缓解氢能供需错配

我国是产氢大国，丰富的工业副产氢可以充分保证氢燃料电池产业所需的氢源。但氢气来源与煤炭工业紧密相连，主要集中在北方内陆地区，而东部沿海地区氢能产业发展超前，氢能需求量巨大。我国氢能产业发展存在严重的氢能供需错配问题。

常见的氢气输送主要有四种方式：一是高压气态运输；二是管道输送；三是低温液氢输送；四是固体或液体储氢运输。

其中，高压气态储运是目前最常见的氢气储运方式。相较于高压储运，液氢储运具有运输成本低、氢纯度高、计量方便等优势，更适合大规模部署和输运。

气态氢需要降温到-253℃而形成液态，密度70.8千克/立方，一吨液氢可汽化成1万多立方氢气。且在-253℃低温下，除了氦、氖稀有气体之外的所有气体杂质都会凝固分离，液氢汽化可以获得6N（即99.9999%）及以上的超纯氢。

成本方面，高压气态储氢运输成本高昂。据了解，国内标准规定长管拖车气瓶公称工作压力为10-30MPa，运输氢气的气瓶多为20MPa。在20MPa高压气态下，1KG氢气运输成本将近10元/百公里。当副产氢成本在10-15元/KG的情况下，要达到站售氢气成本低于35元/kg，高压气态氢仅适用于200公里以内的短途运输。运输距离超过200千米时，液氢的运输和能耗费用之和将低于高压气氢。

数据显示，液氢运输成本仅为高压氢气的1/5-1/8。缓解氢能供需错配，未来长途运输将依靠低温液氢的发展。

液氢掀起“民用潮”

此前，我国液氢主要用于航空航天等领域，民用液氢方面几乎是空白，远远落后于发达国家。

据了解，全球目前已经有数十座液氢工厂，总液氢产能480吨/天。全球近500座加氢站中液氢储氢型加氢站占比三分之一，北美占了全球液氢产能总量的85%以上。

美国本土已有15座以上液氢工厂，液氢产能达326吨/天，居全球首位，加拿大还有80吨/天的液氢产能也为美国所用；欧洲4座液氢工厂液氢产能为24吨/天。亚洲有16座液氢工厂，总产能38.3吨/天，日本占了三分之二。

美国液氢工厂

回看我国，以前的液氢发展工厂仅主要服务于航天发射，陕西兴平、海南文昌、北京101所、西昌基地等总产能仅有4吨/天，数量和产量落后于欧美国家。

民用液氢的研发和使用亟待推进，科技部在2020年“可再生能源与氢能技术”重点研发专项指南中提出，研制液化能力≥5d/t且氢气液化能耗≤13kWh/kgLH2的单套装备，对标国外主流大型氢液化装置性能。

这么做的目的就是尽快缩短我国与发达国家的差距，力求液氢早日实现大规模产业化。

在此方面，浙江嘉兴是国内最热衷于液氢项目的地区之一，嘉化能源、美国AP公司、德国林德公司已分别在嘉兴投资建设液氢项目，在解决长三角地区的氢源问题方面贡献颇多。

2020年4月，鸿达兴业发布公告称，氢液化工厂项目已经在内蒙古完成项目建设和安装调试等工作，现已建成投产。这填补了我国在民用液氢方面的空白，推动了我国液氢产业的发展。

八个月之后，这条生产线的液氢，从乌海顺利运抵广州，跨越2500多公里，完成了国内首次实现的民用液氢超长距离运输。

在鸿达兴业液氢工厂投建的同时，由岳阳市工信局牵头引进，中石化巴陵石油化工有限公司和湖南核电有限公司共同投资11亿元，建设国内首座液氢工厂，产能60T/d。如果建成，将成为我国产量最大的液氢工厂。

2021年2月，重塑集团、佛燃能源、国富氢能、泰极动力四大企业签署合作协议，合作推进“液氢储氢加氢站项目”，该项目获得中国氢能产业先发城市佛山市政府的高度重视与支持，被认为能进一步夯实佛山氢能产业的先发优势，助力佛山“国家级氢能产业示范区”建设。

根据协议，四方将发挥各自在液氢制-储-运-加-用方面的优势，推动建设三座液氢储氢型加注站，立足佛山，面向广东及全国，为大功率、长续驶里程的燃料电池汽车，提供大流量快速加氢服务。

除此之外，浙江海盐、河北定州、河南洛阳等地的企业也都在积极进行液氢民用化项目建设与探索，我国液氢正在掀起“民用”热潮。

我国液氢项目

亟需加码的政策与技术

任何产业的发展都离不开顶层政策的支持，液氢也一样。政策法规不完善、行业标准缺位将会影响液氢的健康有序发展。

从2017年起，全国氢能标委会便组织国内液氢生产运营、装备研究、制造企业、高等院校等，编写制定了《液氢生产系统技术规范》、《液氢贮存和运输安全技术要求》、《氢能汽车用燃料液氢》三项国家标准。2019年10月，三项液氢国家标准审查通过，但目前尚未正式发布。

其他与液氢相关的政策也寥寥无几。

技术方面，由于我国在液氢发展方面起步慢，液氢的加注、装备的性能、大规模工程化降本等和国外仍有一定差距，核心零部件、阀门、控制元器件、液氢泵等仍未拥有核心技术。

加之，美国一直对中国进行技术禁运，禁运与大规模液氢生产和储运相关的系统装备和组件、测试检测与生产装备、材料、工艺技术等，也限制其盟国向中国出售设备和技术。

因此，国内液氢产业想要实现发展，在相关设备、零部件的国产化方面需大力推进研发进程，打破国际壁垒，走向全球市场。

值得一提的是，国内企业早已开始行动。重塑集团、佛燃能源等合作的“液氢储氢加氢站项目”也或开展自主液氢与深冷高压技术和装备的开发，加快液氢技术产业化实践，推动中国高密度高效率的液氢储运加注技术进步。

我国液氢项目加速落地，掌握核心关键设备和技术至关重要，液氢的发展还将经历一个长期复杂的推广过程，企业的努力与国家的政策支持均不可或缺。

中国实现碳中和碳达峰，氢能源将会发挥重要作用，液氢之路依旧任重道远。