隨著國家氫能戰(zhàn)略的加快,液氫迎來了良好的發(fā)展勢頭,民用領(lǐng)域幾乎空白的局面逐漸好轉(zhuǎn)。
液氫是一種深冷氫氣儲存技術(shù)。氫氣壓縮后,深冷至21K以下變?yōu)橐簹?,然后儲存在特殊的絕熱真空容器中。常溫、常壓下液氫的密度是氣氫的845倍,液氫的體積能量密度高于壓縮儲存。長期以來,國內(nèi)液氫主要用于航空航天和軍事領(lǐng)域,民用液氫推廣緩慢,氫液化設(shè)備主要由美國空氣產(chǎn)品、普萊克斯、德國林德等制造商提供。
隨著國內(nèi)氫能的興起,這種情況正在慢慢改變,反映在兩個方面:
1、民用液氫領(lǐng)域匯集了中科富海、航天101所、國富氫能、鴻達(dá)興業(yè)等優(yōu)秀機(jī)構(gòu)和企業(yè),在相關(guān)技術(shù)上取得重大突破;
2、國家發(fā)布了液氫生產(chǎn)、儲運(yùn)標(biāo)準(zhǔn),使液氫民用有標(biāo)可依,實(shí)現(xiàn)了我國液氫工業(yè)民用標(biāo)準(zhǔn)的零突破,為液氫進(jìn)入市場化發(fā)展提供了重要支持。
液氫工程不斷推進(jìn),技術(shù)取得新突破
在國家政策的支持下,燃料電池汽車的示范和推廣提速。在全國大力發(fā)展氫能的風(fēng)口下,今年中國液氫產(chǎn)業(yè)也取得了新的突破。
2月,上海重塑、佛燃能源、國富氫能、泰極動力簽署協(xié)議,在佛山合作推進(jìn)液氫儲氫加氫站項目;6月,呼和浩特首個萬噸級綠色液氫能源項目——空氣產(chǎn)品久泰高效氫綜合利用示范項目正式簽署;9月,清華與北汽福田合作,成功推出世界上第一輛35噸級、49噸級分布式驅(qū)動液氫燃料電池重型商用車,成功通過綜合測試。隨后,中太海事技術(shù)(上海)有限公司船用液氫儲存技術(shù)取得突破,掌握了液氫薄膜圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù),完成了薄膜液氫儲存和運(yùn)輸模擬艙。
除氫能企業(yè)外,國家隊還憑借長期探索液氫在航天和軍工領(lǐng)域的應(yīng)用經(jīng)驗,取得了技術(shù)突破。4月,在財政部的支持下,中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所承擔(dān)的液氦到超流氦溫區(qū)大型低溫制冷系統(tǒng)研制項目通過驗收和成果鑒定,相關(guān)技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
6月,北京航天試驗技術(shù)研究所成功完成了中國第一次車載液氫瓶火燒試驗,在液氫儲存領(lǐng)域取得突破。作為國內(nèi)液氫領(lǐng)域的骨干,航天六院101所于7月在甘肅省定西市開展了液氫工廠項目建設(shè),10月舉行了奠基儀式。
近日,河北省承德市與河北建設(shè)投資集團(tuán)、中國航天科技集團(tuán)氫能工程研發(fā)中心簽署了《關(guān)于共同推進(jìn)“國家能源氫能與可再生能源協(xié)同技術(shù)研發(fā)中心”國家級能源創(chuàng)新平臺的合作框架協(xié)議》。中國航天科技集團(tuán)氫能工程研發(fā)中心主任譚永華表示,作為中國液氫行業(yè)的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者、標(biāo)準(zhǔn)制定者,將為承德提供氫基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)的系統(tǒng)解決方案,努力成為京津冀綠色能源和綠色氫輸出地。
總體而言,今年以來,液氫項目數(shù)量大幅增加;在液氫技術(shù)方面,長期制約液氫發(fā)展的液氫制冷、儲存和加注技術(shù)取得了新的突破,特別是船用液氫儲存技術(shù)迎來了新的發(fā)展,為今后將相關(guān)技術(shù)投入船用奠定了良好的基礎(chǔ)。
企業(yè)為何重視液氫?
液氫具有良好的發(fā)展勢頭,主要有三個原因:一是液氫可以解決氫能供需不匹配的問題。中國是氫生產(chǎn)大國,可以充分保證氫燃料電池行業(yè)所需的氫源,但氫供應(yīng)端和用氫端存在嚴(yán)重的區(qū)域不平衡。
常見的氫氣輸送方式有幾種:高壓氣態(tài)輸送;管道輸送;低溫液氫輸送;固體或液體儲氫運(yùn)輸。目前,高壓氣態(tài)儲運(yùn)是最常見的氫氣儲運(yùn)方式。與高壓儲運(yùn)相比,液氫儲運(yùn)具有運(yùn)輸成本低、氫純度高、計量方便等優(yōu)點(diǎn),更適合大規(guī)模部署和運(yùn)輸。
其次,國家層面繼續(xù)探索液氫標(biāo)準(zhǔn)的制定,為液氫市場化和產(chǎn)業(yè)化指明了發(fā)展方向,增強(qiáng)了企業(yè)測試液氫的信心。今年5月,國家市場監(jiān)管總局(國家標(biāo)準(zhǔn)委)最終批準(zhǔn)發(fā)布了《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《液氫貯存和運(yùn)輸技術(shù)要求》,將于11月1日起實(shí)施。
三項液氫國家標(biāo)準(zhǔn)主要從液氫技術(shù)指標(biāo)要求、取樣分析方法、液氫生產(chǎn)系統(tǒng)組成和技術(shù)要求、液氫儲罐設(shè)置、罐車運(yùn)輸?shù)确矫孢M(jìn)行規(guī)定,目的是引導(dǎo)和規(guī)范我國液氫健康有序發(fā)展。
第三,氫能領(lǐng)域?qū)Υ笠?guī)模制造、儲存和應(yīng)用的需求較高,迫使原供應(yīng)系統(tǒng)加快進(jìn)化升級。在這種背景下,液氫的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化價值進(jìn)入了公眾的視野,企業(yè)開始關(guān)注液氫。
挑戰(zhàn)中迎難而上
目前,致力于液氫技術(shù)開發(fā)和推廣的國內(nèi)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)有:中科富海、鴻達(dá)興業(yè)、國富氫能、航天101所等。他們的不斷努力對促進(jìn)國內(nèi)液氫進(jìn)入發(fā)展的新階段發(fā)揮了重要作用。需要注意的是,國內(nèi)液氫的發(fā)展仍存在許多挑戰(zhàn)。
從政策方面看,液氫尚未合法商業(yè)化,相關(guān)政策法規(guī)不完善。從供應(yīng)方面看,民用液氫相關(guān)配套設(shè)施,包括運(yùn)輸槽車、液氫加注系統(tǒng)尚未成熟,實(shí)際建設(shè)成果較少。
從產(chǎn)品方面看,下端應(yīng)用的液氫巴士、重型卡車和船舶尚未投產(chǎn)。基于上述條件,國內(nèi)液氫的發(fā)展仍處于前端液氫和氫液化的研發(fā)階段。為了真正實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用,我們還需要完善整個產(chǎn)業(yè)鏈。
在成本方面,氫液化成本較高,液化過程需要消耗大量能源,液氫儲存成本也較高,其安全性和可靠性需要得到充分保證。在運(yùn)輸和儲存方面,液氫的蒸發(fā)也很困難。例如,當(dāng)氫燃料汽車不運(yùn)行時,氫燃料自然會減少。液氫民用需要規(guī)?;?,以降低成本。
“目前,國內(nèi)液氫的發(fā)展仍處于示范階段,國產(chǎn)化技術(shù)尚未長期運(yùn)行,其可靠性和經(jīng)濟(jì)性尚未確定。原因是國內(nèi)液氫缺乏應(yīng)用場景和民用需求,涉及行業(yè)的人不多,缺乏相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗?!敝锌聘缓幱缽?qiáng)說。
要發(fā)展一個新興產(chǎn)業(yè),我們需要有戰(zhàn)略耐心。雖然液氫的發(fā)展是阻礙和長期的,但它自身明顯的優(yōu)勢,在各種力量的支持下,未來液氫的崛起只是一個時間問題。
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