日前,業(yè)內人士在國家新能源汽車(chē)技術(shù)創(chuàng )新中心舉辦的“氫能利用與發(fā)展”線(xiàn)上技術(shù)研討會(huì )指出,缺少經(jīng)濟、高效、安全的儲氫與運輸技術(shù)已成為當前制約氫能規模應用的主要瓶頸之一。與會(huì )專(zhuān)家呼吁,氫能儲運技術(shù)及商業(yè)模式亟待破題。
氫能是能源轉型的戰略選擇
與會(huì )專(zhuān)家認為,目前多地對氫能產(chǎn)業(yè)升級抱有熱望,社會(huì )資本對氫產(chǎn)業(yè)鏈的追逐也從未停止,這將推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。
同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院教授明平文表示:“當前,電池耐久性等氫燃料電池技術(shù)已獲突破,燃料電池汽車(chē)性能和成本已接近階段性目標,且設計與工藝一致性處于可控狀態(tài),性能的提高意味著(zhù)成本的進(jìn)一步降低及效率的提升。”
與此同時(shí),氫能應用端開(kāi)始面向大眾商業(yè)化。數據顯示,目前豐田氫燃料電池汽車(chē)Mirai售價(jià)為40萬(wàn)元,已累計銷(xiāo)售近萬(wàn)輛,逐步形成了可持續的商業(yè)化模式。
“我國基礎設施建設能力較強,加氫站數量和規模的翻番并非遙不可及,與此同時(shí),高密度和大規模的公路鐵路網(wǎng)能夠為氫能儲運帶來(lái)便利。此外,利用棄電電解水制氫,可進(jìn)入天然氣管網(wǎng),將風(fēng)光資源與管網(wǎng)匹配,形成大市場(chǎng)、新產(chǎn)業(yè)、大協(xié)作的格局。”明平文進(jìn)一步表示。
與會(huì )專(zhuān)家表示,我國交通能源對外依存度較高,當前能源消費總量約為1978年的8倍。預計到2050年,交通領(lǐng)域氫能消費將達到2458萬(wàn)噸/年,約占交通領(lǐng)域用能的19%,因此,發(fā)展氫能也是我國交通領(lǐng)域能源轉型的戰略選擇。
儲運環(huán)節面臨降本難題
作為氫能發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節,探索經(jīng)濟、高效、可行的儲運技術(shù)和模式尤為重要。
中國航天科技集團有限公司101所科技委副總工程師劉玉濤認為:“各類(lèi)儲氫技術(shù)各有優(yōu)劣,關(guān)鍵是要將儲氫技術(shù)與應用場(chǎng)景相匹配。”
“儲氫技術(shù)是研發(fā)高效、安全、低成本燃料電池汽車(chē)的關(guān)鍵。”北京科泰克科技有限公司總經(jīng)理孫冬生表示,“目前的儲氫方式分為高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)、固態(tài)和有機物液體儲氫。同時(shí),也在開(kāi)展包括吸附儲氫在內的新型儲氫方式研究,但應用最廣泛、最便捷的還是高壓氣態(tài)儲氫。”
國家有色金屬新能源材料與制品工程技術(shù)研究中心主任蔣利軍表示,高壓氣態(tài)氫雖然是現階段氫儲運的主要方式,但也面臨著(zhù)成本高等問(wèn)題。
資料顯示,截至2019年底,國內共建成加氫站66座,其中投入運營(yíng)46座,但與會(huì )專(zhuān)家坦言,目前加氫站建設周期長(cháng),審批、驗收流程復雜且建站成本高,缺乏盈利模式,同時(shí),高壓氫系統核心設備運行故障率較高。
而在降成本方面, 固態(tài)和低溫液態(tài)儲氫技術(shù)則被寄予厚望。
“固態(tài)儲運技術(shù)具有高密度高安全特性,可以大大提升儲運氫系統的安全性,同時(shí)車(chē)載固態(tài)儲氫簡(jiǎn)化了加氫環(huán)節,無(wú)需高壓壓縮,可以有效降低建站成本,但想要加快其商業(yè)化應用,仍需盡快開(kāi)發(fā)高容量?jì)洳牧?,降低固態(tài)儲氫系統重量和制造成本。”孫冬生說(shuō)。
除了固態(tài)儲運技術(shù)外,液氫技術(shù)也以高儲氫密度的優(yōu)勢嶄露頭角,且在民用領(lǐng)域快速升溫。
液氫經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢凸顯
明平文認為,液氫加氫站建設成本低,每站可支撐數百輛燃料電池車(chē)的運營(yíng),因此更具經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢。
劉玉濤介紹說(shuō),液氫應用場(chǎng)景主要為航天、車(chē)輛、用氫裝備供氣系統等,尤其適用于儲存空間有限的運載場(chǎng)合。
在車(chē)型和續航里程的需求上,液氫以獨特的優(yōu)勢更好地適應了燃料電池重卡、客車(chē)、冷鏈物流車(chē)的發(fā)展需求。
劉玉濤進(jìn)一步強調:“液氫可實(shí)現低溫貯存、多工況高精度供應,技術(shù)成熟度高,此外,和電解制氫相比,液氫的雜質(zhì)含量低,可延長(cháng)燃料電池壽命,因此對于大載荷、長(cháng)距離車(chē)輛,液氫是最具競爭力和潛力的燃料。”
此外,當車(chē)用動(dòng)力較大時(shí),車(chē)載儲氫量需求較高,液氫的單位重量?jì)涿芏炔恍∮?%,優(yōu)勢顯著(zhù)。同時(shí)液氫系統壓力小于2MPa,具有更優(yōu)的防泄漏性能。
“能量綜合利用是液氫應用于冷鏈物流車(chē)的獨特優(yōu)勢,將液氫冷能輸出和車(chē)輛冷藏使用需求相結合,可形成更完善的能量管理策略,因此加強液氫在儲運和燃料電池汽車(chē)應用中的技術(shù)探索十分重要。”劉玉濤說(shuō)。
來(lái)源:中國能源報 記者:仲蕊
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