本月月初,三項(xiàng)液氫國家標(biāo)準(zhǔn):GB/T40045-2021《氫能汽車用燃料 液氫》、GB/T40060-2021《液氫貯存和運(yùn)輸技術(shù)要求》、GB/T40061-2021《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》開始實(shí)施,我國在液氫標(biāo)準(zhǔn)上存在的空白正式被填補(bǔ)。
業(yè)界普遍認(rèn)為,將氫氣進(jìn)行液化儲運(yùn),是發(fā)展氫氣儲運(yùn)技術(shù)的一個(gè)有效輸送方法。我國部分地區(qū)一直面臨著氫氣供需不平衡的難題,液氫技術(shù)難題亟待解決。
低溫液態(tài)儲氫是指將氫氣冷卻到-253℃,使之液化后裝到低溫儲罐中。液氫的密度為 70.6kg/m3,質(zhì)量密度和體積密度也遠(yuǎn)高于高壓氣態(tài)儲氫,是極為理想的儲氫方式。但是,氫氣液化過程需要消耗大量能源。據(jù)資料顯示,液化 1kg 氫需耗電 10-20kWh。此外,液氫儲存容器必須使用超低溫的特殊容器,儲存的裝料和絕熱不完善均易導(dǎo)致氫氣蒸發(fā)損失,因此液氫儲存成本較高,這些因素都制約了液氫的使用。
相較于氣氫,液氫有三個(gè)優(yōu)勢:① 經(jīng)濟(jì)性:液氫密度約為氣態(tài)氫的800倍。相同儲氫體積下,液氫可大幅提升儲氫量。液氫質(zhì)量儲氫密度為14%,是目前儲氫密度最高的儲氫方式。采取液氫技術(shù)方案可大大節(jié)省氫的儲運(yùn)和運(yùn)營成本。② 高效性:在氫液化過程中,有害雜質(zhì)被固化,再次汽化使用時(shí),氫氣純度等級可達(dá)6-7N,可有效提高氫燃料電池的電量和壽命。③ 安全性:液氫儲運(yùn)工作壓力1-1.3bar,相比于壓縮氣氫安全性較高。
有資料顯示,液氫加氫站比常規(guī)的高壓儲氫型加氫站更好運(yùn)營,運(yùn)輸和儲存效率比常規(guī)的高壓氫高6到8倍,當(dāng)達(dá)到500公斤日加氫量的時(shí)候,建站投資成本可以比目前的70兆帕降低20%。對于中長距離運(yùn)輸,液氫技術(shù)和裝備不可替代,有助于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化氫源以較低的儲運(yùn)、加注成本供應(yīng)氫能終端消費(fèi)聚集區(qū)域。
我國液氫技術(shù)和裝備長期局限在航天軍工領(lǐng)域,雖然航天領(lǐng)域中液氫技術(shù)已經(jīng)比較純熟,但是民用領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)和裝備缺失,液氫產(chǎn)量低。與國外先進(jìn)技術(shù)相比,液氫技術(shù)和裝備水平還有顯著差距。
中國航天科技集團(tuán)六院101所(以下簡稱“航天六院101所”)是國內(nèi)最早進(jìn)行航天氫能利用技術(shù)研究的機(jī)構(gòu),從上世紀(jì)60年代起從事液氫生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)研究,并將液氫規(guī)模化應(yīng)用于我國火箭發(fā)動機(jī)研制過程中,是國內(nèi)液氫產(chǎn)能和用量最大的單位。
依托于長期對航天氫能的研究與實(shí)踐應(yīng)用,航天六院101所在發(fā)展液氫等領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,且逐步形成了以氫液化裝置、液氫工廠、液氫加氫站、車載液氫供氫系統(tǒng)、氫能裝備檢測等為主的具體業(yè)務(wù)。
2020年9月,搭載有航天六院101所研制的60kg車載液氫供氫系統(tǒng)的北汽福田32T液氫重卡正式發(fā)布,這是我國首款液氫重卡。
今年7月,航天六院101所與甘肅定西市人民政府簽署氫能戰(zhàn)略合作協(xié)議。依據(jù)協(xié)議,雙方將在液氫生產(chǎn)工廠、氫能應(yīng)用示范區(qū)、生態(tài)科技創(chuàng)新城等領(lǐng)域推進(jìn)務(wù)實(shí)合作,積極開展液氫工廠、氫能應(yīng)用示范區(qū)等項(xiàng)目建設(shè)。
此前,我國自主研制的首套產(chǎn)量達(dá)到噸級的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功,并實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。這意味著今后我國的運(yùn)載火箭將可以使用國產(chǎn)液氫作為燃料。目前我國的長征五號、長征七號等新一代運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)都采用了液氫、液氮作為燃料。
今年10月,世界首座高真空薄膜型液氫儲運(yùn)模擬艙在濱湖區(qū)建成,產(chǎn)品通過了獨(dú)立的第三方瑞士通用公正行(SGS)公司的風(fēng)險(xiǎn)評估和檢測合格,并獲得英國勞氏船級社(LR)、中國船級社(CCS)的設(shè)計(jì)原理證書和建造完工證書。該模擬艙的建成,標(biāo)志著中國氫能高密度儲運(yùn)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性突破。
10月26日,東華科技與空氣化工產(chǎn)品(中國)投資有限公司(以下簡稱“空氣產(chǎn)品公司”),就久泰呼和浩特30噸/天液氫項(xiàng)目舉行設(shè)計(jì)開工會。該項(xiàng)目采用世界先進(jìn)技術(shù),是目前國內(nèi)外規(guī)模最大的液氫項(xiàng)目,也是空氣產(chǎn)品公司在中國投資的第二個(gè)液氫項(xiàng)目。據(jù)了解,2020年6月,空氣產(chǎn)品公司海鹽氫能源基地項(xiàng)目正式開工。據(jù)悉,該基地項(xiàng)目于2019年5月正式落戶海鹽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),總投資達(dá)到了數(shù)億美元,聚焦氫能源的綜合開發(fā)和利用,致力于打造中國“氫谷”;項(xiàng)目將分三期進(jìn)行,一期項(xiàng)目包括了在國內(nèi)建造的第一座液氫工廠,建成后,該液氫工廠產(chǎn)量將是目前亞洲最大水平。
液氫在氫能產(chǎn)業(yè)的儲存、運(yùn)輸方面具有明顯的優(yōu)越性,在氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化的導(dǎo)入期,積極開發(fā)液氫生產(chǎn)技術(shù)及其裝備制造是大勢所趨。如今我國已經(jīng)有液氫項(xiàng)目在建設(shè)進(jìn)行之中,地方和企業(yè)應(yīng)當(dāng)著眼未來,充分利用自身特點(diǎn),基礎(chǔ)條件,規(guī)范建設(shè)液氫制備、儲運(yùn)的示范或基礎(chǔ)項(xiàng)目,為加速建設(shè)我國的液氫生產(chǎn)、儲運(yùn)供應(yīng)鏈做出貢獻(xiàn)。
業(yè)界普遍認(rèn)為,將氫氣進(jìn)行液化儲運(yùn),是發(fā)展氫氣儲運(yùn)技術(shù)的一個(gè)有效輸送方法。我國部分地區(qū)一直面臨著氫氣供需不平衡的難題,液氫技術(shù)難題亟待解決。
低溫液態(tài)儲氫是指將氫氣冷卻到-253℃,使之液化后裝到低溫儲罐中。液氫的密度為 70.6kg/m3,質(zhì)量密度和體積密度也遠(yuǎn)高于高壓氣態(tài)儲氫,是極為理想的儲氫方式。但是,氫氣液化過程需要消耗大量能源。據(jù)資料顯示,液化 1kg 氫需耗電 10-20kWh。此外,液氫儲存容器必須使用超低溫的特殊容器,儲存的裝料和絕熱不完善均易導(dǎo)致氫氣蒸發(fā)損失,因此液氫儲存成本較高,這些因素都制約了液氫的使用。
相較于氣氫,液氫有三個(gè)優(yōu)勢:① 經(jīng)濟(jì)性:液氫密度約為氣態(tài)氫的800倍。相同儲氫體積下,液氫可大幅提升儲氫量。液氫質(zhì)量儲氫密度為14%,是目前儲氫密度最高的儲氫方式。采取液氫技術(shù)方案可大大節(jié)省氫的儲運(yùn)和運(yùn)營成本。② 高效性:在氫液化過程中,有害雜質(zhì)被固化,再次汽化使用時(shí),氫氣純度等級可達(dá)6-7N,可有效提高氫燃料電池的電量和壽命。③ 安全性:液氫儲運(yùn)工作壓力1-1.3bar,相比于壓縮氣氫安全性較高。
有資料顯示,液氫加氫站比常規(guī)的高壓儲氫型加氫站更好運(yùn)營,運(yùn)輸和儲存效率比常規(guī)的高壓氫高6到8倍,當(dāng)達(dá)到500公斤日加氫量的時(shí)候,建站投資成本可以比目前的70兆帕降低20%。對于中長距離運(yùn)輸,液氫技術(shù)和裝備不可替代,有助于實(shí)現(xiàn)規(guī)模化氫源以較低的儲運(yùn)、加注成本供應(yīng)氫能終端消費(fèi)聚集區(qū)域。
我國液氫技術(shù)和裝備長期局限在航天軍工領(lǐng)域,雖然航天領(lǐng)域中液氫技術(shù)已經(jīng)比較純熟,但是民用領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)和裝備缺失,液氫產(chǎn)量低。與國外先進(jìn)技術(shù)相比,液氫技術(shù)和裝備水平還有顯著差距。
中國航天科技集團(tuán)六院101所(以下簡稱“航天六院101所”)是國內(nèi)最早進(jìn)行航天氫能利用技術(shù)研究的機(jī)構(gòu),從上世紀(jì)60年代起從事液氫生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)研究,并將液氫規(guī)模化應(yīng)用于我國火箭發(fā)動機(jī)研制過程中,是國內(nèi)液氫產(chǎn)能和用量最大的單位。
依托于長期對航天氫能的研究與實(shí)踐應(yīng)用,航天六院101所在發(fā)展液氫等領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,且逐步形成了以氫液化裝置、液氫工廠、液氫加氫站、車載液氫供氫系統(tǒng)、氫能裝備檢測等為主的具體業(yè)務(wù)。
2020年9月,搭載有航天六院101所研制的60kg車載液氫供氫系統(tǒng)的北汽福田32T液氫重卡正式發(fā)布,這是我國首款液氫重卡。
今年7月,航天六院101所與甘肅定西市人民政府簽署氫能戰(zhàn)略合作協(xié)議。依據(jù)協(xié)議,雙方將在液氫生產(chǎn)工廠、氫能應(yīng)用示范區(qū)、生態(tài)科技創(chuàng)新城等領(lǐng)域推進(jìn)務(wù)實(shí)合作,積極開展液氫工廠、氫能應(yīng)用示范區(qū)等項(xiàng)目建設(shè)。
此前,我國自主研制的首套產(chǎn)量達(dá)到噸級的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功,并實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。這意味著今后我國的運(yùn)載火箭將可以使用國產(chǎn)液氫作為燃料。目前我國的長征五號、長征七號等新一代運(yùn)載火箭的發(fā)動機(jī)都采用了液氫、液氮作為燃料。
今年10月,世界首座高真空薄膜型液氫儲運(yùn)模擬艙在濱湖區(qū)建成,產(chǎn)品通過了獨(dú)立的第三方瑞士通用公正行(SGS)公司的風(fēng)險(xiǎn)評估和檢測合格,并獲得英國勞氏船級社(LR)、中國船級社(CCS)的設(shè)計(jì)原理證書和建造完工證書。該模擬艙的建成,標(biāo)志著中國氫能高密度儲運(yùn)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵性突破。
10月26日,東華科技與空氣化工產(chǎn)品(中國)投資有限公司(以下簡稱“空氣產(chǎn)品公司”),就久泰呼和浩特30噸/天液氫項(xiàng)目舉行設(shè)計(jì)開工會。該項(xiàng)目采用世界先進(jìn)技術(shù),是目前國內(nèi)外規(guī)模最大的液氫項(xiàng)目,也是空氣產(chǎn)品公司在中國投資的第二個(gè)液氫項(xiàng)目。據(jù)了解,2020年6月,空氣產(chǎn)品公司海鹽氫能源基地項(xiàng)目正式開工。據(jù)悉,該基地項(xiàng)目于2019年5月正式落戶海鹽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),總投資達(dá)到了數(shù)億美元,聚焦氫能源的綜合開發(fā)和利用,致力于打造中國“氫谷”;項(xiàng)目將分三期進(jìn)行,一期項(xiàng)目包括了在國內(nèi)建造的第一座液氫工廠,建成后,該液氫工廠產(chǎn)量將是目前亞洲最大水平。
液氫在氫能產(chǎn)業(yè)的儲存、運(yùn)輸方面具有明顯的優(yōu)越性,在氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化的導(dǎo)入期,積極開發(fā)液氫生產(chǎn)技術(shù)及其裝備制造是大勢所趨。如今我國已經(jīng)有液氫項(xiàng)目在建設(shè)進(jìn)行之中,地方和企業(yè)應(yīng)當(dāng)著眼未來,充分利用自身特點(diǎn),基礎(chǔ)條件,規(guī)范建設(shè)液氫制備、儲運(yùn)的示范或基礎(chǔ)項(xiàng)目,為加速建設(shè)我國的液氫生產(chǎn)、儲運(yùn)供應(yīng)鏈做出貢獻(xiàn)。