氫能儲運探索多路徑降本
時間:2024-06-16 13:55來源:中國能源報 作者:楊梓
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在業內人士看來，氫能儲運技術水平的提質升級是調節我國氫能資源供需錯配、實現長距離低成本運氫的關鍵一步，進一步完善氫能儲運體系，才能帶動氫能產業實現大規模高質量發展。
氫能中游儲運環節運輸效率低、成本高是當前氫能發展的一大痛點。隨著氫能產業鏈降本訴求與下游需求的不斷提升，相關企業都在積極尋求高安全、高密度、低成本、長距離的氫能儲運技術。
在業內人士看來，氫能儲運技術水平的提質升級是調節我國氫能資源供需錯配、實現長距離低成本運氫的關鍵一步，進一步完善氫能儲運體系，才能帶動氫能產業實現大規模高質量發展。
液氫儲運潛力巨大
據了解，氫能儲運技術路線主要有高壓氣態儲運、低溫液態儲運、固態儲運和有機液態儲運等幾種方式，目前以高壓氣態儲運技術最為成熟、應用最廣。不過，當前普遍使用的長管拖車高壓氣態儲運技術只適用于短距離運輸，運輸成本會隨著距離的增加而升高。
低溫液態儲氫、固態儲氫和有機液態儲氫在中長距離運輸中具備成本優勢。在業內人士看來，目前多元化的儲運氫系統正在逐步建立，加快研發低溫液氫儲運、固態儲氫等新型長距離儲運技術，是降低運輸成本的重要途徑。
以液氫為例，在國富氫能技術裝備股份有限公司聯合創始人魏蔚看來，在儲運環節，液氫儲運罐箱（車）自重輕、載氫量大、工作壓力低，比高壓氫運輸效率更高、更安全。同時，液氫在綠氫產地液化的電費低，到了下游終端使用時，可節省在加氫站的網電消耗，比長輸管道氣態綠氫攜帶了更多的綠電。此外，液氫在終端極易獲得超純氫，帶動化工電子半導體行業高質量發展。
“液氫運輸方面在200公里以上的長距離運輸情況下，液氫的綜合成本低于20兆帕高壓氣態儲氫。”浙江大學教授張小斌在日前舉辦的氫能儲運及基礎設施多元化創新實踐主題峰會上表示，液氫是全球公認的可大規模獲得超純氫的方式，相比于氣態提純技術，具有系統簡單、經濟、高效可控、不易污染、品質穩定等特點。未來工業用氫的大規模儲運，尤其是在高純、超純氫方面，液氫儲運及供應有很大的應用前景。
不過，目前我國液氫發展尚處于初級階段。魏蔚指出，全球液氫總產能超過600噸/天，其中北美占全球液氫產品總量的90%以上。目前，我國已自主建成并投產的液氫工廠總產能不超過10噸/天。
積極探索管道輸氫
管道輸氫是氫能長距離、大規模運輸氫能的最佳方式之一，目前摻氫天然氣管道、純氫管道建設正逐步展開。
中集安瑞科氫能研究院院長李懷恩表示，管道輸氫已有80多年的歷史，是效率最高的輸氫方式，適合長期、穩定巨大需求的場合。
國家石油天然氣管網集團科學技術研究總院氫能管輸技術專家彭世垚表示，就摻氫管道發展而言，國外摻氫管道處于示范階段，以燃氣管道為主，摻氫比例逐步從0—10%—30%發展。國內摻氫示范項目均為燃氣管道摻氫，長輸摻氫管道已開展建設。總體上，國內外在天然氣摻氫均處于示范探索階段，均未實現在現役大口徑、高壓力、高鋼級的管道內規模化摻氫應用。
在純氫管道方面，國外X52以下鋼級、中低壓純氫管道輸送技術已經成熟，正在向大輸量、高鋼級快速發展。我國純氫管道建設處于起步階段，普遍采用低鋼級管道、運行壓力低、運營里程短，正向大輸量方向發展。
“到目前為止，全球范圍內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，并由氫氣生產商運營，主要作為工業原料。國內目前已建成3條純氫輸送管道，數量僅百公里級，幾乎都以石油煉化工業為用氫目的。”李懷恩指出。
開展多種儲運方式的探索和實踐
2022年3月，國家發改委、國家能源局聯合印發的《氫能產業發展中長期規劃（2021—2035年）》指出，以安全可控為前提，積極推進技術材料工藝創新，支持開展多種儲運方式的探索和實踐。提高高壓氣態儲運效率，加快降低儲運成本，有效提升高壓氣態儲運商業化水平。推動低溫液氫儲運產業化應用，探索固態、深冷高壓、有機液體等儲運方式應用。開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范。逐步構建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲運體系。
中金公司的研報指出，液氫和管道運氫發展潛力較大，預計到2030年國內運氫方式中液氫槽車和管道運輸占比有望達到80%。在業內人士看來，為使我國氫能儲運環節由弱轉強，首先應加速氫儲運環節關鍵零部件國產化進程，使成本得以快速下降。同時，更要加大科研創新力度，推動氫能儲運前沿技術發展。
彭世垚表示，管道輸氫領域主要圍繞管材及焊縫與氫相容性、工藝控制、設備適應性、安全防護等四方面難題進行深入研究。
張小斌指出，我國液氫產業已初步具備液氫自主生產能力，還需對10噸/天以上的規模化技術加大研發力度。同時，還可通過設備自主化、產能規模化等方式降低液氫總體投資。
“展望未來5—15年，氫能基礎沒施與車載儲氫系統發展邏輯將遵循降低成本、性能提升和智能化的趨勢，應重點關注氫氣大流量快速加注等前沿技術發展趨勢，以及高質量密度液氫儲氫等創新發展需求。”魏蔚提到。
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氫能
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