氫動力具有清潔低碳、高能量密度、續(xù)航里程長等優(yōu)點，在交通領(lǐng)域已形成規(guī)模性發(fā)展趨勢。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，氫氣的儲存與運輸是連接上游制氫和下游用氫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，氫氣的儲運有高壓氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)3種方式。其中，固態(tài)儲氫具有體積儲氫密度高、安全性好、儲存時間長等優(yōu)勢，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的儲氫技術(shù)。

固態(tài)儲氫發(fā)展如何？

固態(tài)儲氫是指利用材料對氫氣的物理吸附和化學(xué)吸附作用將氫氣存儲在固體材料中。

金屬氫化物吸/放氫原理圖

與其他儲氫方式相比，固態(tài)儲氫最顯著的兩個優(yōu)勢：

體積儲氫密度高。以MgH2儲氫為例，其體積儲氫密度可達(dá)106kg·m3，為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣密度的119倍，70MPa高壓儲氫的2.7倍，液氫的1.5倍。

安全性能好。固態(tài)儲氫可在常溫常壓下進(jìn)行，儲罐易密封，在突發(fā)事件下即使發(fā)生氫氣泄漏，儲罐也可自控式地降低氫氣泄漏速度和泄漏量，為采取安全措施贏得寶貴時間。

一般地，根據(jù)吸附原理，固態(tài)儲氫材料分為物理吸附儲氫材料和化學(xué)吸附儲氫材料。

物理吸附機(jī)制是指通過范德華力將氫分子可逆地吸附在比表面積高的多孔材料。物理吸附儲氫材料包括碳基材料（如石墨、活性炭、碳納米管）、無機(jī)多孔材料（如沸石）和金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）等。由于大多數(shù)物理吸附類材料在較低的溫度下才能達(dá)到一定的儲氫密度，常溫常壓下吸氫量很低，因此限制了其應(yīng)用。

化學(xué)吸附機(jī)制中，氫一般是以離子鍵或共價鍵與其他元素結(jié)合，生成金屬氫化物等材料，在一定條件下可逆地吸收和釋放氫氣?；瘜W(xué)吸附儲氫材料主要包括金屬氫化物（如LaNiH、MgH）、配位氫化物（如NaAIH）、化學(xué)氫化物（如NHBH）等；目前以金屬氫化物最為成熟。同時，金屬氫化物儲氫材料極為豐富，包括鎂系、鈦系、釩系、稀土系及鋯系等。

應(yīng)用方面，當(dāng)前固態(tài)儲氫的應(yīng)用可分為固定式應(yīng)用和移動式應(yīng)用。

固定式應(yīng)用場景包括分布式供能、電力調(diào)峰電站、應(yīng)急備用電源、制氫或用氫現(xiàn)場緩存等領(lǐng)域。固態(tài)儲氫裝置可將氫氣進(jìn)行長時間的常溫常壓儲存，使用時，可利用燃料電池重新將氫氣轉(zhuǎn)化為電能供應(yīng)，或直接釋放氫能供應(yīng)。固定式應(yīng)用對固態(tài)儲氫系統(tǒng)的重量要求不高，但對儲氫系統(tǒng)的安全性、壽命和成本提出了較高要求。

移動式應(yīng)用包括車（船）載儲氫、運氫等領(lǐng)域的應(yīng)用。移動式應(yīng)用的需求與固定式應(yīng)用不同，需要特別關(guān)注固態(tài)儲氫系統(tǒng)的重量以及儲氫罐體與系統(tǒng)間的熱交換。在移動應(yīng)用中，熱交換劑必須控制在最低限度，熱交換裝置應(yīng)盡可能緊湊和有效。

固態(tài)儲氫拓展氫燃料電池應(yīng)用邊界

在全世界范圍內(nèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)正在積極推動固態(tài)儲氫技術(shù)的研究和應(yīng)用，其中美國、日本、韓國等國家一直處于這項技術(shù)的前沿。與國外相比，我國的起步較晚，但是憑借著近年來的技術(shù)創(chuàng)新和加強(qiáng)，目前已經(jīng)取得了實質(zhì)性的進(jìn)展，一些特殊場景已有示范性應(yīng)用。

在氫能汽車領(lǐng)域，固態(tài)儲氫的應(yīng)用集中在氫能兩輪車。近年來，氫能兩輪車已在佛山仙湖度假區(qū)、韶州公園、江蘇常州、上海臨港等地示范運營。

固態(tài)儲氫拓展氫燃料電池應(yīng)用邊界。

近室溫固態(tài)儲氫具有高安全、高體積儲氫密度、換瓶便捷和加氫公輔設(shè)施投資低等優(yōu)勢，關(guān)鍵零部件可實現(xiàn)國產(chǎn)化，是最具商業(yè)化發(fā)展前景的儲運方式之一，可強(qiáng)有力支撐綠氫儲運，以及氫燃料電池在實際生產(chǎn)和生活中大規(guī)模應(yīng)用。固態(tài)儲氫為氫源的氫燃料發(fā)電系統(tǒng)率先應(yīng)用于氫能兩輪車，突破了近室溫高容量固態(tài)儲氫材料制備技術(shù)、固態(tài)儲氫瓶自動灌裝技術(shù)、高功率密度風(fēng)冷電堆制備技術(shù)、發(fā)電系統(tǒng)總成和智能化控制技術(shù)，特色優(yōu)勢顯著：

高安全：一般情況下，工作壓力<1MPa，相當(dāng)于自行車輪胎壓力；

長續(xù)航：不受低溫影響，車自身攜帶儲氫瓶，當(dāng)前采用固態(tài)儲氫技術(shù)的氫兩輪車?yán)m(xù)航里程在55-120km之間，最快時速在20公里左右；

低成本：公鋪設(shè)施簡單，無需高壓加氫站；

換瓶便捷：1min內(nèi)換瓶，如換“奶瓶”一樣便捷；

低碳環(huán)保：排放產(chǎn)物是水，清潔友好；

我國兩輪車市場現(xiàn)狀

兩輪車是中國廣大城市與城鎮(zhèn)普通民眾中斷距離出行的剛性需求，可持續(xù)發(fā)展需要全行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，不斷滿足用戶需求。

根據(jù)各主產(chǎn)區(qū)行業(yè)協(xié)會調(diào)查統(tǒng)計并結(jié)合國家統(tǒng)計局規(guī)模以上企業(yè)數(shù)據(jù)，2022年，我國自行車行業(yè)運行呈現(xiàn)以下特點——

受外需減弱影響導(dǎo)致自行車產(chǎn)量大幅度下降，電動自行車產(chǎn)量保持平穩(wěn)增長。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022 年，自行車產(chǎn)量為 5135.2萬輛，同比下降32.8%；電動自行車產(chǎn)量為4923.8萬輛，同比增長8.2%。

利潤增長較快，盈利能力進(jìn)一步提升。2022年，自行車電動自行車規(guī)模以上企業(yè)營業(yè)收入同比增長3%，利潤同比增長20%以上。

出口增速降幅較大。2022年自行車出口量同比下降39.7%，出口額同比下降27.0%。1-12 月，零部件出口額同比下降 7.4%。

2023上半年，自行車生產(chǎn)穩(wěn)步恢復(fù)，國內(nèi)需求持續(xù)擴(kuò)大、外貿(mào)出口降幅有所收窄。1-6月，受出口大幅度下滑影響，自行車規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)量同比下降 25%；電動自行車規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)量同比增長 10%，電動自行車子行業(yè)繼續(xù)保持平穩(wěn)增長。

經(jīng)濟(jì)效益顯現(xiàn)回暖趨勢，行業(yè)利潤實現(xiàn)較快增長。自行車電動自行車行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)營業(yè)收入同比下降 6%，全行業(yè)利潤同比增長 24%。

從宏觀數(shù)據(jù)上不難看出，全球貿(mào)易狀況處于低位，外需走弱，開拓和布局內(nèi)銷市場是行業(yè)當(dāng)下的重要工作之一。事實上，純電動兩輪車的發(fā)展已經(jīng)凸顯諸多挑戰(zhàn)，包括激增給電網(wǎng)帶來巨大壓力、電動兩輪車充電慢、電池存在衰減、污染及火災(zāi)安全隱患等。此外，冬天氣溫比較低，電動車的續(xù)航能力會變?nèi)酢?/p>

近年來，全球清潔能源的呼聲愈來愈烈。當(dāng)前，在政策大力支持下，氫能行業(yè)高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)欣欣向榮，同樣各個方面也存在一些質(zhì)疑的聲音，對氫能發(fā)展的前景、氫能應(yīng)用的真實性與可靠性等內(nèi)容持保留態(tài)度。

氫能兩輪車在續(xù)航、補(bǔ)能、綜合用能成本、安全性等方面優(yōu)勢明顯，結(jié)合符合雙碳方針的氫能“輕量化”解決方案使其成為中短途出行領(lǐng)域的發(fā)展選擇。此外，隨著大眾共享出行意識不斷提升，以及共享助力車投放規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，共享助力車的日常使用率將進(jìn)一步提高。

在這個背景下，2023年，氫兩輪車發(fā)展“勢如破竹”，新老玩家齊聚，攀業(yè)氫能、永安行、氫航科技、安泰創(chuàng)明、協(xié)氫新能源、暗流科技等老玩家發(fā)力，在氫能領(lǐng)域經(jīng)驗豐富的捷氫科技、厚普等新玩家入局，展開激烈競爭。

全球氫能認(rèn)為，站在氫能應(yīng)用風(fēng)口上，如果氫能兩輪車能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)化規(guī)模效應(yīng)，將成為兩輪車市場的有力角逐者。

當(dāng)前，國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處在降本增效、技術(shù)創(chuàng)新以及協(xié)同推進(jìn)的初期探索階段，氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同聯(lián)動效果還未完全顯現(xiàn)出來，同時氫兩輪車應(yīng)用難題如何突破？氫兩輪車用固態(tài)儲氫技術(shù)進(jìn)步空間在哪里？氫能應(yīng)用何時能夠真正落地等問題逐步顯現(xiàn)。