在业内人士看来,氢能储运技术水平的提质升级是调节我国氢能资源供需错配、实现长距离低成本运氢的关键一步,进一步完善氢能储运体系,才能带动氢能产业实现大规模高质量发展。
氢能中游储运环节运输效率低、成本高是当前氢能发展的一大痛点。随着氢能产业链降本诉求与下游需求的不断提升,相关企业都在积极寻求高安全、高密度、低成本、长距离的氢能储运技术。
在业内人士看来,氢能储运技术水平的提质升级是调节我国氢能资源供需错配、实现长距离低成本运氢的关键一步,进一步完善氢能储运体系,才能带动氢能产业实现大规模高质量发展。
液
氢储运
潜力巨大
据了解,氢能储运技术路线主要有高压气态储运、低温液态储运、固态储运和有机液态储运等几种方式,目前以高压气态储运技术最为成熟、应用最广。不过,当前普遍使用的长管拖车高压气态储运技术只适用于短距离运输,运输成本会随着距离的增加而升高。
低温液态储氢、固态储氢和有机液态储氢在中长距离运输中具备成本优势。在业内人士看来,目前多元化的储运氢系统正在逐步建立,加快研发低温
液氢
储运、固态储氢等新型长距离储运技术,是降低运输成本的重要途径。
以液氢为例,在国富氢能技术装备股份有限公司联合创始人魏蔚看来,在储运环节,液氢储运罐箱(车)自重轻、载氢量大、工作压力低,比高压氢运输效率更高、更安全。同时,液氢在绿氢产地液化的电费低,到了下游终端使用时,可节省在加氢站的网电消耗,比长输管道气态绿氢携带了更多的绿电。此外,液氢在终端极易获得超纯氢,带动化工电子半导体行业高质量发展。
“液氢运输方面在200公里以上的长距离运输情况下,液氢的综合成本低于20兆帕高压气态储氢。”浙江大学教授张小斌在日前举办的氢能储运及基础设施多元化创新实践主题峰会上表示,液氢是全球公认的可大规模获得超纯氢的方式,相比于气态提纯技术,具有系统简单、经济、高效可控、不易污染、品质稳定等特点。未来工业用氢的大规模储运,尤其是在高纯、超纯氢方面,液氢储运及供应有很大的应用前景。
不过,目前我国液氢发展尚处于初级阶段。魏蔚指出,全球液氢总产能超过600吨/天,其中北美占全球液氢产品总量的90%以上。目前,我国已自主建成并投产的液氢工厂总产能不超过10吨/天。
积极探索管道输氢
管道输氢是氢能长距离、大规模运输氢能的最佳方式之一,目前掺氢天然气管道、
纯氢管道
建设正逐步展开。
中集安瑞科氢能研究院院长李怀恩表示,管道输氢已有80多年的历史,是效率最高的输氢方式,适合长期、稳定巨大需求的场合。
国家石油天然气管网集团科学技术研究总院氢能管输技术专家彭世垚表示,就掺氢管道发展而言,国外掺氢管道处于示范阶段,以燃气管道为主,掺氢比例逐步从0—10%—30%发展。国内掺氢示范项目均为燃气管道掺氢,长输掺氢管道已开展建设。总体上,国内外在天然气掺氢均处于示范探索阶段,均未实现在现役大口径、高压力、高钢级的管道内规模化掺氢应用。
在纯氢管道方面,国外X52以下钢级、中低压纯氢管道输送技术已经成熟,正在向大输量、高钢级快速发展。我国纯氢管道建设处于起步阶段,普遍采用低钢级管道、运行压力低、运营里程短,正向大输量方向发展。
“到目前为止,全球范围内氢气管道总里程只有5000多公里,这些管道基本由AL、AP、LINDE等公司建设,并由氢气生产商运营,主要作为工业原料。国内目前已建成3条纯氢输送管道,数量仅百公里级,几乎都以石油炼化工业为用氢目的。”李怀恩指出。
开展多种储运方式的探索和实践
2022年3月,国家发改委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》指出,以安全可控为前提,积极推进技术材料工艺创新,支持开展多种储运方式的探索和实践。提高高压气态储运效率,加快降低储运成本,有效提升高压气态储运商业化水平。推动低温液氢储运产业化应用,探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范。逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。
中金公司的研报指出,液氢和管道运氢发展潜力较大,预计到2030年国内运氢方式中液氢槽车和管道运输占比有望达到80%。在业内人士看来,为使我国氢能储运环节由弱转强,首先应加速氢储运环节关键零部件国产化进程,使成本得以快速下降。同时,更要加大科研创新力度,推动氢能储运前沿技术发展。
彭世垚表示,管道输氢领域主要围绕管材及焊缝与氢相容性、工艺控制、设备适应性、安全防护等四方面难题进行深入研究。
张小斌指出,我国液氢产业已初步具备液氢自主生产能力,还需对10吨/天以上的规模化技术加大研发力度。同时,还可通过设备自主化、产能规模化等方式降低液氢总体投资。
“展望未来5—15年,氢能基础没施与车载储氢系统发展逻辑将遵循降低成本、性能提升和智能化的趋势,应重点关注氢气大流量快速加注等前沿技术发展趋势,以及高质量密度液氢储氢等创新发展需求。”魏蔚提到。
