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这项技术用好了,氢能储运降本不再是难题!
来源:中国能源报 编辑: 时间:2020-06-09 14:39:43

高压气态氢是现阶段氢能储运的主要方式,但也面临着成本高企等问题。而在降成本方面,固态和低温液态储氢技术则被寄予厚望。业内认为,各类储氢技术各有优劣,关键是要将储氢技术与应用场景相匹配。

日前,业内人士在国家新能源汽车技术创新中心举办的“氢能利用与发展”线上技术研讨会指出,缺少经济、高效、安全的储氢与运输技术已成为当前制约氢能规模应用的主要瓶颈之一。与会专家呼吁,氢能储运技术及商业模式亟待破题。

文丨本报实习记者 仲蕊

氢能是能源转型的战略选择

与会专家认为,目前多地对氢能产业升级抱有热望,社会资本对氢产业链的追逐也从未停止,这将推动氢能产业加速发展。

同济大学汽车学院教授明平文表示:“当前,电池耐久性等氢燃料电池技术已获突破,燃料电池汽车性能和成本已接近阶段性目标,且设计与工艺一致性处于可控状态,性能的提高意味着成本的进一步降低及效率的提升。”

与此同时,氢能应用端开始面向大众商业化。数据显示,目前丰田氢燃料电池汽车Mirai售价为40万元,已累计销售近万辆,逐步形成了可持续的商业化模式。

“我国基础设施建设能力较强,加氢站数量和规模的翻番并非遥不可及,与此同时,高密度和大规模的公路铁路网能够为氢能储运带来便利。此外,利用弃电电解水制氢,可进入天然气管网,将风光资源与管网匹配,形成大市场、新产业、大协作的格局。”明平文进一步表示。

与会专家表示,我国交通能源对外依存度较高,当前能源消费总量约为1978年的8倍。预计到2050年,交通领域氢能消费将达到2458万吨/年,约占交通领域用能的19%,因此,发展氢能也是我国交通领域能源转型的战略选择。

储运环节面临降本难题

作为氢能发展的关键环节,探索经济、高效、可行的储运技术和模式尤为重要。

中国航天科技集团有限企业101所科技委副总工程师刘玉涛认为:“各类储氢技术各有优劣,关键是要将储氢技术与应用场景相匹配。”

“储氢技术是研发高效、安全、低成本燃料电池汽车的关键。”北京科泰克科技有限企业总经理孙冬生表示,“目前的储氢方式分为高压气态、低温液态、固态和有机物液体储氢。同时,也在开展包括吸附储氢在内的新型储氢方式研究,但应用最广泛、最便捷的还是高压气态储氢。”

国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心主任蒋利军表示,高压气态氢虽然是现阶段氢储运的主要方式,但也面临着成本高等问题。

资料显示,截至2019年底,国内共建成加氢站66座,其中投入运营46座,但与会专家坦言,目前加氢站建设周期长,审批、验收流程复杂且建站成本高,缺乏盈利模式,同时,高压氢系统核心设备运行故障率较高。

而在降成本方面, 固态和低温液态储氢技术则被寄予厚望。

“固态储运技术具有高密度高安全特性,可以大大提升储运氢系统的安全性,同时车载固态储氢简化了加氢环节,无需高压压缩,可以有效降低建站成本,但想要加快其商业化应用,仍需尽快开发高容量储氢材料,降低固态储氢系统重量和制造成本。”孙冬生说。

除了固态储运技术外,液氢技术也以高储氢密度的优势崭露头角,且在民用领域快速升温。

液氢经济性优势凸显

明平文认为,液氢加氢站建设成本低,每站可支撑数百辆燃料电池车的运营,因此更具经济性优势。

刘玉涛先容说,液氢应用场景主要为航天、车辆、用氢装备供气系统等,尤其适用于储存空间有限的运载场合。

在车型和续航里程的需求上,液氢以独特的优势更好地适应了燃料电池重卡、客车、冷链物流车的发展需求。

刘玉涛进一步强调:“液氢可实现低温贮存、多工况高精度供应,技术成熟度高,此外,和电解制氢相比,液氢的杂质含量低,可延长燃料电池寿命,因此对于大载荷、长距离车辆,液氢是最具竞争力和潜力的燃料。”

此外,当车用动力较大时,车载储氢量需求较高,液氢的单位重量储氢密度不小于8%,优势显著。同时液氢系统压力小于2MPa,具有更优的防泄漏性能。

“能量综合利用是液氢应用于冷链物流车的独特优势,将液氢冷能输出和车辆冷藏使用需求相结合,可形成更完善的能量管理策略,因此加强液氢在储运和燃料电池汽车应用中的技术探索十分重要。”刘玉涛说。

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