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液氢技术路线能否走得通?

作者:仲蕊 来源:中国能源报 发布时间:2020-06-10 浏览:
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业内人士认为,相较于制取和分销成本,储运成本是影响氢能最终价格的关键因素。和其他制取方法相比,液氢的制取成本略高于气态氢,但在分销成本基本持平的情况下,储运成本却大大降低。因此,液氢的综合成本更具竞争优势。

储运环节正成为氢能产业规模化商业应用的瓶颈之一。日前,业内人士接受本报记者采访时表示,氢气液化可大大提高氢的储运密度,并改善氢的纯度,从而有利于降低氢的运输成本,提高氢能利用效率。那么,液氢技术路线在中国是否真正行得通?

燃料电池需匹配更高纯度的氢

据业内人士透露,在世界范围内,氢液化技术已有几十年的应用经验,在我国,从上世纪60年代起,也已开始氢液化相关的技术和装备的研发,但是,向民用领域延伸,则是伴随着近年来氢能产业的兴起才起步。4月底,鸿达兴业股份所建设的氢液化工厂生产出液氢、高纯氢和超纯氢,这标志着我国民用氢能领域取得突破。

“氢能产业崛起的重要原因之一,是氢燃料电池技术获得突破性进展,氢能与传统能源和可再生能源互联有了技术基础。” 上述业内人士表示。

北京中科富海低温科技有限公司销售总监宁永强在近日公开表示:“对于氢能产业而言,寻求更低成本的储运方案以及更高纯度的氢成为规模化发展、打通氢能产业链的关键。”

据了解,氢气的纯度直接影响燃料电池的电量和寿命,在相关标准中,对氢气的纯度有着非常苛刻的要求,且远高于工业高纯氢和超纯氢的纯度要求,这就意味着煤制氢及工业副产氢等低成本氢气不能直接用于燃料电池发电。而通过氢液化的手段,可以有效去除氢气中的杂质,从而得到符合燃料电池发电要求的氢气。

此外,规模化应用也能大幅降低液氢成本,使其接近高压氢气成本。数据显示,达到400kg以上的规模,液氢加氢站成本将接近甚至低于高压氢气加氢站。

寻找更低成本的氢能储运方案

值得注意的是,很多人认为工业副产氢因其原料易得且通常是因地制宜地获取,其产出的氢气价格低廉,但实际上,并非所有工业副产氢都会廉价销售。

工业制氢的主要成本是原料费用和当地基础能源价格,例如水电解制氢成本受制于水价和电价。因此,有业内人士认为,通过制氢技术的改进降低制氢成本的意义远不如直接寻找廉价的制氢原料。

目前,有水电解、生物质、天然气及煤制氢等多种氢制取方式,不同的制氢方式,不同的储运方案,成本差异很大。“相较于制取和分销成本,储运成本是影响氢能最终价格的关键因素。和其他制取方法相比,液氢的制取成本略高于气态氢,但在分销成本基本持平的情况下,储运成本却大大降低,因此,液氢的综合成本远低于其他方式。”宁永强说。

据介绍,目前市场上常见的运输高压氢气的长管拖车装载量为350kg,但在加氢站卸载氢气后罐内会有5%-30%的余气,形成巨大浪费。同时,装载与卸载氢的时间长达4-8小时。反观液氢,一辆液氢槽车的装载量为3000kg,为加氢站加气后余气量仅为3%,且装载与卸载氢的时间更短,仅需0.5-1小时。这意味着,同等质量的氢气,液氢只需运输1次,而高压气态氢需要运输8次。

“由此可见,当前的氢能供应模式中,高压气态储运技术虽较为成熟,但也存在密度较低、运送效率低等短板,最终导致氢气成本居高不下。相较于高压氢气,液氢可大大提高氢气密度,降低运输成本。”宁永强表示。

液氢关键技术装备国产率偏低

宁永强表示,液氢储运装备直接影响液氢产业的经济性和安全性,但目前液氢储运的关键技术还掌握在欧美少数几家公司手中。“氢液化技术的发展是一个长期过程,要抓紧核心技术装备的攻坚,比如,大于1000立方米的大型液氢球罐还未能实现国产。”

此外,业内人士还指出,制氢环节的电解槽,储氢环节的车载氢罐,加氢站环节的氢气压缩机、加氢机,燃料电池环节的双极板表面处理、膜电极喷涂设备等,均与国外有不小差距,需进一步技术攻坚。

“此前,国内液氢需求不高,民用市场尚未打开,鲜有公司在该领域专注研发,但随着民用液氢市场的兴起,相信会有越来越多的中国企业在该领域投入财力和人力,从而加速相关技术装备的国产化和自主化进程。”宁永强说。

关键字:液氢技术

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