在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)水平的提質(zhì)升級(jí)是調(diào)節(jié)我國(guó)氫能資源供需錯(cuò)配、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離低成本運(yùn)氫的關(guān)鍵一步，進(jìn)一步完善氫能儲(chǔ)運(yùn)體系，才能帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
氫能中游儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)運(yùn)輸效率低、成本高是當(dāng)前氫能發(fā)展的一大痛點(diǎn)。隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求與下游需求的不斷提升，相關(guān)企業(yè)都在積極尋求高安全、高密度、低成本、長(zhǎng)距離的氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。
在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)水平的提質(zhì)升級(jí)是調(diào)節(jié)我國(guó)氫能資源供需錯(cuò)配、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離低成本運(yùn)氫的關(guān)鍵一步，進(jìn)一步完善氫能儲(chǔ)運(yùn)體系，才能帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
液氫儲(chǔ)運(yùn)潛力巨大
據(jù)了解，氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線主要有高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、低溫液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)等幾種方式，目前以高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最廣。不過，當(dāng)前普遍使用的長(zhǎng)管拖車高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)只適用于短距離運(yùn)輸，運(yùn)輸成本會(huì)隨著距離的增加而升高。
低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫在中長(zhǎng)距離運(yùn)輸中具備成本優(yōu)勢(shì)。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，目前多元化的儲(chǔ)運(yùn)氫系統(tǒng)正在逐步建立，加快研發(fā)低溫液氫儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)儲(chǔ)氫等新型長(zhǎng)距離儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，是降低運(yùn)輸成本的重要途徑。
以液氫為例，在國(guó)富氫能技術(shù)裝備股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人魏蔚看來(lái)，在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，液氫儲(chǔ)運(yùn)罐箱(車)自重輕、載氫量大、工作壓力低，比高壓氫運(yùn)輸效率更高、更安全。同時(shí)，液氫在綠氫產(chǎn)地液化的電費(fèi)低，到了下游終端使用時(shí)，可節(jié)省在加氫站的網(wǎng)電消耗，比長(zhǎng)輸管道氣態(tài)綠氫攜帶了更多的綠電。此外，液氫在終端極易獲得超純氫，帶動(dòng)化工電子半導(dǎo)體行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“液氫運(yùn)輸方面在200公里以上的長(zhǎng)距離運(yùn)輸情況下，液氫的綜合成本低于20兆帕高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫。”浙江大學(xué)教授張小斌在日前舉辦的氫能儲(chǔ)運(yùn)及基礎(chǔ)設(shè)施多元化創(chuàng)新實(shí)踐主題峰會(huì)上表示，液氫是全球公認(rèn)的可大規(guī)模獲得超純氫的方式，相比于氣態(tài)提純技術(shù)，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、高效可控、不易污染、品質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)。未來(lái)工業(yè)用氫的大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)，尤其是在高純、超純氫方面，液氫儲(chǔ)運(yùn)及供應(yīng)有很大的應(yīng)用前景。
不過，目前我國(guó)液氫發(fā)展尚處于初級(jí)階段。魏蔚指出，全球液氫總產(chǎn)能超過600噸/天，其中北美占全球液氫產(chǎn)品總量的90%以上。目前，我國(guó)已自主建成并投產(chǎn)的液氫工廠總產(chǎn)能不超過10噸/天。
積極探索管道輸氫
管道輸氫是氫能長(zhǎng)距離、大規(guī)模運(yùn)輸氫能的最佳方式之一，目前摻氫天然氣管道、純氫管道建設(shè)正逐步展開。
中集安瑞科氫能研究院院長(zhǎng)李懷恩表示，管道輸氫已有80多年的歷史，是效率最高的輸氫方式，適合長(zhǎng)期、穩(wěn)定巨大需求的場(chǎng)合。
國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院氫能管輸技術(shù)專家彭世垚表示，就摻氫管道發(fā)展而言，國(guó)外摻氫管道處于示范階段，以燃?xì)夤艿罏橹?，摻氫比例逐步?—10%—30%發(fā)展。國(guó)內(nèi)摻氫示范項(xiàng)目均為燃?xì)夤艿罁綒洌L(zhǎng)輸摻氫管道已開展建設(shè)?？傮w上，國(guó)內(nèi)外在天然氣摻氫均處于示范探索階段，均未實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)役大口徑、高壓力、高鋼級(jí)的管道內(nèi)規(guī)?；瘬綒鋺?yīng)用。
在純氫管道方面，國(guó)外X52以下鋼級(jí)、中低壓純氫管道輸送技術(shù)已經(jīng)成熟，正在向大輸量、高鋼級(jí)快速發(fā)展。我國(guó)純氫管道建設(shè)處于起步階段，普遍采用低鋼級(jí)管道、運(yùn)行壓力低、運(yùn)營(yíng)里程短，正向大輸量方向發(fā)展。
“到目前為止，全球范圍內(nèi)氫氣管道總里程只有5000多公里，這些管道基本由AL、AP、LINDE等公司建設(shè)，并由氫氣生產(chǎn)商運(yùn)營(yíng)，主要作為工業(yè)原料。國(guó)內(nèi)目前已建成3條純氫輸送管道，數(shù)量?jī)H百公里級(jí)，幾乎都以石油煉化工業(yè)為用氫目的。”李懷恩指出。
開展多種儲(chǔ)運(yùn)方式的探索和實(shí)踐
2022年3月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021—2035年)》指出，以安全可控為前提，積極推進(jìn)技術(shù)材料工藝創(chuàng)新，支持開展多種儲(chǔ)運(yùn)方式的探索和實(shí)踐。提高高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)效率，加快降低儲(chǔ)運(yùn)成本，有效提升高壓氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)商業(yè)化水平。推動(dòng)低溫液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，探索固態(tài)、深冷高壓、有機(jī)液體等儲(chǔ)運(yùn)方式應(yīng)用。開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點(diǎn)示范。逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲(chǔ)運(yùn)體系。
中金公司的研報(bào)指出，液氫和管道運(yùn)氫發(fā)展?jié)摿^大，預(yù)計(jì)到2030年國(guó)內(nèi)運(yùn)氫方式中液氫槽車和管道運(yùn)輸占比有望達(dá)到80%。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，為使我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)由弱轉(zhuǎn)強(qiáng)，首先應(yīng)加速氫儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，使成本得以快速下降。同時(shí)，更要加大科研創(chuàng)新力度，推動(dòng)氫能儲(chǔ)運(yùn)前沿技術(shù)發(fā)展。
彭世垚表示，管道輸氫領(lǐng)域主要圍繞管材及焊縫與氫相容性、工藝控制、設(shè)備適應(yīng)性、安全防護(hù)等四方面難題進(jìn)行深入研究。
張小斌指出，我國(guó)液氫產(chǎn)業(yè)已初步具備液氫自主生產(chǎn)能力，還需對(duì)10噸/天以上的規(guī)?；夹g(shù)加大研發(fā)力度。同時(shí)，還可通過設(shè)備自主化、產(chǎn)能規(guī)?；确绞浇档鸵簹淇傮w投資。
“展望未來(lái)5—15年，氫能基礎(chǔ)沒施與車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)發(fā)展邏輯將遵循降低成本、性能提升和智能化的趨勢(shì)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注氫氣大流量快速加注等前沿技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，以及高質(zhì)量密度液氫儲(chǔ)氫等創(chuàng)新發(fā)展需求。”魏蔚提到。
文丨中國(guó)能源報(bào) 記者 楊梓
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