氫能是機(jī)遇，液氫是未來(lái)！近日,由氫能觀察主辦的CHEC2021世紀(jì)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員謝秀娟向與會(huì)代表詳細(xì)介紹了我國(guó)乃至全球在液氫領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵裝備的發(fā)展情況。

2020年4月，國(guó)家能源局發(fā)布《中華人民共和國(guó)能源法（征集意見(jiàn)稿），氫能被列入能源范疇。2020年6月，氫能先后被寫(xiě)入《2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃》、《2020年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》。2020年9月，五部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)亍開(kāi)展燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用的通知》，采取“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”的方式，氫燃料電池汽車(chē)示范應(yīng)用推廣城市群。截止2020年12月，全國(guó)范圍內(nèi)省及直轄市級(jí)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃超過(guò)30個(gè)， 地級(jí)市及區(qū)縣級(jí)的氫能項(xiàng)目規(guī)劃超過(guò)50個(gè)，氫能源發(fā)展已上升為國(guó)家戰(zhàn)略！


謝秀娟表示，當(dāng)氫能大規(guī)模應(yīng)用時(shí)，儲(chǔ)氫密度是關(guān)鍵性經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。液氫儲(chǔ)氫密度高、工作壓力低、安全性好。在儲(chǔ)運(yùn)方面，液氫儲(chǔ)運(yùn)經(jīng)濟(jì)性更好：運(yùn)量更大、充裝更快、占地更小，是面對(duì)未來(lái)更大加氫需求下的更優(yōu)選擇。同時(shí)，液氫還有氫氣純度高、增加電池壽命及電量、液態(tài)儲(chǔ)氫量大，加氫站占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比可看出，高壓氫氣集束管壓力為200~700bar，儲(chǔ)氫量為300~1000kg，占地面積為 60~80㎡；液氫低溫液體儲(chǔ)罐壓力則為1~2bar，儲(chǔ)氫量達(dá)400~6000kg，占地面積僅15~30㎡，液態(tài)儲(chǔ)氫優(yōu)勢(shì)明顯，而且液化過(guò)程雜質(zhì)被固化，純度大于5N。

歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極開(kāi)展液氫制取工作，目前，北美有超過(guò)20套液氫制取裝備，總產(chǎn)能達(dá)到400噸/天，歐洲4套，總產(chǎn)能達(dá)到20噸/天 ，日本5套，總產(chǎn)能 30噸/天，而我國(guó)有4套，總產(chǎn)能5噸/天。實(shí)際上，我國(guó)已研制出1.5噸/天的液氫制取裝備，單套≥5噸/天的液氫制取裝備還在研制中。


關(guān)于液氫儲(chǔ)運(yùn)方面，謝秀娟介紹，目前國(guó)際上，液氫球罐已達(dá)到3500 m³以上，主要用于液氫工廠(chǎng)和航天發(fā)射場(chǎng)，液氫槽車(chē)達(dá)到360m³，廣泛應(yīng)用于液氫儲(chǔ)運(yùn)。2019年12月11日，全球首艘液氫運(yùn)輸船在日本下水，該船全長(zhǎng)116米，寬19米，約8000噸，使用1250立方米的真空隔熱雙殼結(jié)構(gòu)液化氫儲(chǔ)罐；川崎重工曾表示，力爭(zhēng)2030年前后實(shí)現(xiàn)商用化。我國(guó)已開(kāi)發(fā)300m³移動(dòng)式和固定式液氫貯罐，并成功應(yīng)用于航天發(fā)射場(chǎng)，而大型液氫球罐和民用液氫槽車(chē)也已開(kāi)始研制。

在加注方面，目前，全球400多座加氫站中有1/3以上為液氫加氫站，具備液氫儲(chǔ)存氣態(tài)70MPa加注能力，以美國(guó)居多，其次是日本。國(guó)內(nèi)已具備35MPa/ 70MPa氣氫加氫站自主研發(fā)和建造能力，液氫加氫站建設(shè)還處于起步階段，謝秀娟認(rèn)為，我國(guó)氫能應(yīng)用規(guī)模市場(chǎng)前景廣闊。


安全，是用氫繞不過(guò)去的話(huà)題，目前國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)液氫風(fēng)險(xiǎn)定量分析評(píng)估，建立了較為全面的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系，國(guó)內(nèi)已發(fā)布航天發(fā)射場(chǎng)用液氫、液氫包裝貯存運(yùn)輸要求等三項(xiàng)規(guī)范，但亟需建立和逐步完善民用液氫標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，《氫能汽車(chē)用燃料液氫》、《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《液氫貯存和運(yùn)輸安全技術(shù)要求》三項(xiàng)已報(bào)批，同時(shí)正積極準(zhǔn)備《液氫國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)》提案。2021年2月3日，中國(guó)技術(shù)監(jiān)督情報(bào)協(xié)會(huì)和危化品儲(chǔ)運(yùn)裝備技術(shù)與信息化工作委員會(huì)組織完成了《固定式真空絕熱液氫壓力容器與項(xiàng)目技術(shù)要求》征集意見(jiàn)稿，規(guī)定了固定式真空絕熱液氫壓力容器的材料、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)不試驗(yàn)等方面的基本安全技術(shù)要求；2021年3月26日，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了關(guān)于《加氫站技術(shù)規(guī)范》GB50516-2010(2021年版)局部修訂的公告，自2021年5月起實(shí)施，增加了液氫罐車(chē)和液氫罐式集裝箱運(yùn)輸、液氫管路和液氫存儲(chǔ)等技術(shù)規(guī)范。


隨后，謝秀娟著重介紹了液氫應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)及關(guān)鍵裝備進(jìn)展情況。她表示，理化所是國(guó)內(nèi)唯一綜合性低溫科學(xué)與技術(shù)研究機(jī)構(gòu)，1956年便成功實(shí)現(xiàn)氫液化，目前，在液氫、液氦、超流氦溫區(qū)、大型低溫制冷裝備等方面的研究，已經(jīng)突破系列關(guān)鍵核心技術(shù)，并具有非常強(qiáng)的延續(xù)性。同時(shí)，理化所在高速氦透平膨脹機(jī)、低漏率鋁板翅式換熱器、高精濾油系統(tǒng)、氣動(dòng)低溫調(diào)節(jié)閥等關(guān)鍵裝備的研發(fā)上也取得了極大的進(jìn)步，成功研制國(guó)產(chǎn)化氫/氦制冷機(jī)裝備18套，實(shí)現(xiàn)系列化，1.5噸/天氫液化器實(shí)現(xiàn)出口加拿大！

（本文根據(jù)嘉賓演講內(nèi)容整理，未經(jīng)嘉賓審核）