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氫儲運(yùn)技術(shù)突破制約,助推我國氫能產(chǎn)業(yè)提速

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隨著“碳達(dá)峰”、“碳中和”目標(biāo)的明確,氫能作為國內(nèi)外新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)路線在我國不斷蓬勃發(fā)展。近期,我國多個(gè)省市地區(qū)相繼出臺政策支持氫能發(fā)展,相關(guān)產(chǎn)業(yè)落地再次得到有力提速。

自2017年起,氫能在我國開始蓬勃發(fā)展。目前,氫能產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形,雖作為新興產(chǎn)業(yè),各個(gè)環(huán)節(jié)方面仍需不斷完善,但隨著我國從中央到地方的支持政策不斷深入,氫能產(chǎn)業(yè)將迎來巨大爆發(fā)。然而,氫儲運(yùn)作為氫能源產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié),卻如“阿喀琉斯之踵”一般,制約著我國氫能源產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化邁進(jìn)的步伐。

1、氫能發(fā)展的關(guān)鍵在于儲運(yùn)

氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體可以分為氫能制取、氫能儲運(yùn)、氫能應(yīng)用三大環(huán)節(jié),其中儲運(yùn)環(huán)節(jié)是高效利用氫能的關(guān)鍵,是影響氫能向大規(guī)模方向發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。氫在常溫常壓下為氣態(tài),且是密度最輕的氣體,這使得它的能量密度達(dá)到最高,但體積密度卻相對較低;而且,在氫的儲運(yùn)過程中,往往充斥著低溫、高壓、有毒化學(xué)物質(zhì)等,使得它儲運(yùn)難度大、成本高、安全性低。

儲氫技術(shù)的關(guān)鍵在于提高氫氣的能量密度,常用質(zhì)量儲氫密度來衡量。美國能源部(DOE)要求2020年國內(nèi)車載氫能電池的質(zhì)量儲氫密度須達(dá)到 4.5%,2025 年達(dá)到 5.5%,最終目標(biāo)6.5%;國際能源署(IEA)規(guī)定未來新型儲氫材料的儲氫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為5.0%。

2、有機(jī)液儲運(yùn)氫成未來主要發(fā)展方向

目前行業(yè)內(nèi)存在著多種儲運(yùn)方式,根據(jù)氫氣的儲存狀態(tài),可以分為氣態(tài)儲運(yùn)、低溫液態(tài)儲運(yùn)、有機(jī)液態(tài)儲運(yùn)和固態(tài)儲運(yùn)等方式。

氣態(tài)儲運(yùn)是目前氫氣的主流儲運(yùn)方式,技術(shù)成熟,成本較低。但它的儲氫質(zhì)量比極低,且存在高壓特點(diǎn),導(dǎo)致安全性不佳。

液氫儲運(yùn)也是一個(gè)較為久遠(yuǎn)的技術(shù)選項(xiàng),在航天航空領(lǐng)域一直比較流行。低溫液態(tài)儲氫具有能量密度大、體積密度大、加注時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),但液化系統(tǒng)高能耗、儲氫容器絕熱要求高、技術(shù)難度大、一次性投入成本過高等缺點(diǎn),氫能源產(chǎn)業(yè)商業(yè)化發(fā)展在它面前,只能望而卻步。

近年來還出現(xiàn)了一種固態(tài)儲氫方式,即利用物理或化學(xué)吸附將氫氣儲存在固體材料之中,但它的儲氫量極低,且吸附材料制備成本高企,在材料學(xué)發(fā)生行業(yè)變革前并不能看到任何商業(yè)化希望。

相比之下,有機(jī)液態(tài)儲運(yùn)則看上去非常的友好。氫氣的有機(jī)液態(tài)儲運(yùn)是利用氫氣與有機(jī)介質(zhì)的化學(xué)反應(yīng),進(jìn)行儲存、運(yùn)輸和釋放。烯烴、烘烴、芳烴等不飽和液態(tài)有機(jī)物均可作為儲氫介質(zhì)進(jìn)行氫氣儲存。可以這樣簡單的理解,有機(jī)液態(tài)儲運(yùn)是以有機(jī)液作為溶劑,將氫氣“溶解”進(jìn)行儲存運(yùn)輸,在應(yīng)用時(shí)再將氫氣“析出”。

有機(jī)氫化物穩(wěn)定性高、安全性好、儲氫密度大、儲存和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸安全、設(shè)備和管路易保養(yǎng)、技術(shù)成本低、儲氫介質(zhì)可多次循環(huán)使用,是一種可行的氫能儲運(yùn)方法。此外,液態(tài)有機(jī)儲氫介質(zhì)物理性質(zhì)與汽油、柴油相近,可利用現(xiàn)有汽油、柴油基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行輸運(yùn),大大降低后期規(guī)模化應(yīng)用成本。

3、重任在肩,助力氫能大規(guī)模發(fā)展

據(jù)預(yù)測,中國2050年的氫氣需求量將接近6X107t,在能源體系中的占比將增至10%。這就要求我國的氫能科技企業(yè)對儲運(yùn)技術(shù)發(fā)展要格外“小心”,萬一點(diǎn)錯(cuò)“技能樹”,幾乎沒有重新選擇賽道的機(jī)會。

中氫源安(北京)科技有限公司在這方面的“選擇”則很是獨(dú)到,不但采用的是有機(jī)液儲運(yùn)氫運(yùn)技術(shù)路線,完美實(shí)現(xiàn)了“常溫常壓、性質(zhì)穩(wěn)定、無安全隱患”等儲運(yùn)條件,并且質(zhì)量儲氫密度可達(dá)到5.5%,同時(shí)解決了有機(jī)液和催化劑極小損失可循環(huán)再利用的問題,有效降低了使用成本,因而充分實(shí)現(xiàn)了氫能源長時(shí)間儲存和長距離運(yùn)輸?shù)母咝А踩⒌统杀镜饶繕?biāo),為氫能源產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化發(fā)展應(yīng)用提供了高效的儲運(yùn)保障。

目前在國內(nèi)氫儲運(yùn)技術(shù)領(lǐng)域,中氫源安尚屬唯一采用催化劑有機(jī)液儲氫作為技術(shù)發(fā)展路線的能源科技公司,相信隨著研究與應(yīng)用的不斷落地,將穩(wěn)步助推我國的氫能源產(chǎn)業(yè)鏈向成熟化、規(guī)模化大步前進(jìn)。

雖然我國氫能產(chǎn)業(yè)處于起步階段,但是產(chǎn)業(yè)鏈在應(yīng)用端卻有著廣闊的發(fā)展空間,例如工業(yè)供熱、建筑供熱、交通應(yīng)用等方面,所以國內(nèi)的氫能科技公司肩負(fù)著國家氫能源戰(zhàn)略發(fā)展的重任。全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控,是我國氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。

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