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    液氫產業走向民用
    2023/6/12 11:56:43

    儲運環節是制約氫能規?;l展的重要因素。液氫具有攜氫密度大、運輸成本低、儲氫純度高等優勢,近年來逐漸由航天航空部門走向民用領域。
    “2020年以來,國家對氫能產業重視程度持續加大,相關政策、項目不斷落地,企業積極入局。未來幾年,國內液氫產能將達到400噸/天,已明確建設日期和已開工的項目規模大約有28噸/天,具備了液氫推廣的基礎?!?br /> 在日前召開的首屆北京氫能產業大會暨京津冀氫能產業發展高峰論壇上,北京福田汽車副總裁秦志東指出,液氫民用化正迎來加速發展。

    01從“點對點”走向“點到面”
    我國有幾十年的產氫制氫用氫歷史,是全世界最大的產氫國和制氫國。
    “這兩年氫行業發展迅速,主要是受益于交通能源用氫需求猛增的激勵?!北本┲锌聘缓5蜏乜萍脊練淠軜I務中心總經理寧永強認為,過去在石化、電子、冶金行業氫應用已經成熟,其供氫模式是“點到點”供應,比如石化工廠里建一個制氫裝置、一個加氫裝置,用一條管道連接,即可實現高效、大規模、低成本的輸送。隨著交通能源的迅猛發展,氫氣要運到各個加氫站變成“點到面”的供應模式,就較為吃力。
    “高壓氣氫運輸效率較低,一輛長管拖車有效載氫量只有260公斤左右,其運輸成本可能超過氫氣本身的成本?!痹谇刂緰|看來,液氫是未來解決氫能大規模儲存運輸的有效手段。他介紹,70兆帕高壓儲氫罐單罐容量一般不超過5立方,而液氫壓力較大,目前全球最大的液氫儲罐達3800立方,挪威還在計劃建設50000立方的球型儲罐,其儲量相當于三峽水電站年發電量的1/900,容量非??捎^。1輛液氫運輸車相當于15輛氣氫運輸車的運氫量,對道路、資源的占用大幅減少,大批量、遠距離運輸成本較低。
    秦志東進一步指出,隨著國家對氫能及燃料電池汽車的支持,以及技術的突破、車輛規?;茝V、基礎設施的完善,車輛總擁有成本會快速改善,預計2030年前后氫燃料重型卡車產品將迎來爆發,同時進一步推動液氫行業的發展。

    02亟待建立液氫標準體系
    液氫是采用低溫制冷設備將常溫氫氣降溫直至液化而得到的產品。長期以來,國內液氫主要用于航空航天和軍事領域,民用領域只有零星的示范項目。受益于燃料電池汽車開展民用液氫的探索,這種情況正在慢慢改變。
    航天氫能科技公司副總經理安剛認為,液氫發展道路與液化天然氣發展過程類似。天然氣一開始是使用高壓氣態儲存,裝備在乘用車上。隨著技術的發展,液化天然氣在很多重型運輸車上得到大規模應用,世界天然氣貿易也以液化天然氣為主。發展液氫的主要作用是替代石油、天然氣等化石能源,解決脫碳背景下的能源分散性供應問題。
    相比天然氣,液氫還多了一個應用場景——作為工業特種氣體使用,液氫純度可達99.9999%以上,可用于特殊領域,比如半導體行業的氧化、退火、外延和干蝕刻等工藝。據估算到2060年,交通能源、氫氣煉鋼、化工加氫年需用氫量達3億噸。其中,氫氣煉鋼、化工加氫大多采用管道供應,交通能源一般以液氫儲運為主,初步估算年需1.5億噸。在管道完全分布之前,氫氣煉鋼、化工加氫也將部分由液氫儲供。
    整體來說,中前期液氫供應為主,遠期管道輸送為主,液氫儲存備用。
    液氫前景廣闊,但仍面臨著諸多挑戰。江蘇國富氫能技術裝備公司聯合創始人魏蔚坦言,目前液氫行業的標準多偏向于裝備產品,針對于檢測、安全管理的標準還處于空白狀態,亟待國家層面加大液氫標準體系的建立與突破。
    氫氣液化核心技術也還受制于人。秦志東指出,國內液氫相關裝備設備和核心部件,比如氫液化環節的氫氣壓縮機、低漏率低溫換熱器;液氫儲運環節的液氫儲罐、車載液氫系統等還依賴于進口,同時液氫基礎設施缺失,有待產業鏈協同加大技術攻關和基礎設施建設。

    03系統安全是商業化關鍵
    液氫何時能在國內規?;逃??當務之急是解決安全顧慮。液氫是一種極易燃燒的物質,在生產、儲存、運輸和使用過程中,操作不當或設備出現故障,可能引發嚴重的安全事故。
    “2013年,法國卡爾維亞市的液氫加注站發生爆炸,造成人員傷亡;2022年,日本液氫船Suiso Frontier發生氣壓控制設備故障,甲板上的氣體燃燒裝置(GCU)排氣管發生短暫燃燒;今年3月,日本搭載氫發動機的卡羅拉在測試過程中著火?!敝袊胤N設備檢測研究院高級工程師朱鳴提醒,液氫特種設備在美國、歐洲、日本等國家和地區已實現較大規模的工業應用,各項技術均已相對成熟,但是我國液氫容器、氣瓶裝備的數量,閥門、容器的國產化水平,以及基于這些設備所需要的檢驗監測手段相比國外還處于落后狀態。
    “系統的安全是我國液氫走向民用、走向商業化的關鍵?!痹诰┨旌5蜏卦O備有限公司總經理李偉看來,液氫的特種設備,既要有生產許可也要有監督檢驗?!皣沂袌霰O督管理總局應進一步加強標準體系建設,讓地方主管部門有依據地檢驗產品,發放驗證證件,讓它變成一個商品,這是推動液氫裝備走向民用領域的重要一步。液氫屬于?;?,在交通運輸領域應用的突破非常關鍵,不然僅在一個加氫站自己液化自己用非常局限。優先選擇一些特定場景,小規模示范應用,逐步有序放開?!?

    來源:氫能圈

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