科普|什么是有机液态储氢？

此前介绍了低温液态储氢技术，对于储氢来说，还有一种液态储氢技术更有性价比，它就是有机液态储氢技术。

有机液态储氢技术的概念

有机液态储氢技术（Liquid Organic Hydrogen Carriers Technology，缩写“LOHC”），是指以某些烯烃、炔烃或芳香烃等含有不饱和碳健的液态有机物作为储氢载体，通过发生一对一可逆反应实现氢储存和释放的技术。这种技术利用了特定有机化合物在加氢和脱氢过程中的化学反应特性，能够在常温常压下安全地存储和运输氢气。

简言之，有机液态氢载体(LOHC)是一种可以加氢和脱氢可逆的液体。在脱氢阶段，氢是唯一的产物，载体液体回到原来的状态再次加氢。下图再次展示了LOHC概念的基本原理。

有机液态储氢反应原理

有机液态储氢与现有的燃料基础设施可以兼容，这是其优势之一。此外，在正常条件下，氢气在长期储存或运输中不会损失，而液态氢气输送链上则会有大量的蒸发损失。因此，有机液态储氢可以在不同来源的能源的储存、运输和交易中发挥重要作用。

有机液态储氢的特点

有机液态储氢技术是一种新兴的储氢方式，它通过加氢反应将氢气固定到芳香族有机化合物中，形成稳定的氢有机化合物液体。这种技术在常温常压下进行，有机液体储氢始终以液态方式存在，使得氢能的规模利用成本大幅降低，且方便运输和储存。以下是其主要特点：

不同有机液由于各自属性存在差异，在储氢和释放氢的过程中有着不同的特点和条件。

有机液态储氢作为一种新兴的储氢技术，虽然具有许多优点，但也存在一些问题。

1. 技术操作条件苛刻

有机液态储氢的技术操作条件相对苛刻，加氢和脱氢装置比较复杂。这意味着在实际应用中，需要更高的技术要求和更复杂的设备支持，从而增加了技术和资金门槛。

2. 脱氢反应条件较为严苛

脱氢反应通常需要在低压高温下进行，这可能导致反应效率较低，并且容易发生副反应。此外，高温条件还容易使脱氢催化剂失活，从而影响储氢的稳定性和效率。

3. 存在一定的安全隐患

尽管有机液态储氢在常温常压下呈液态，与汽油类似，可用现有管道设备进行储存和运输，安全方便，但是任何涉及易燃物质的储存和运输过程都存在一定的安全隐患。

4. 能耗相对较高

虽然有机液态储氢避免了低温液态储氢需要多段压缩的问题，但在加氢和脱氢过程中可能会消耗较多的能量，这在一定程度上影响了其能源转换效率。

5. 成本相对较高

有机液态储氢技术在实施过程中，涉及到的设备和工艺都比较复杂，因此整体的制造和运营成本相对较高。

有机液态储氢的市场前景

根据研究报告显示，2023年全球有机液态载体储氢市场的规模大约可以实现上亿元人民币，预计到2030年将达到更大的规模。

有机液态储氢技术在日本和欧洲发展迅速，在我国开始迈向工业化应用。随着国内相关企业的积极推进，有机液态储氢已开始走向商业化。2023年6月25日，瀚锐氢能集团“液态有机储氢加氢站供氢示范项目”开工仪式在佛山市南海区丹灶举行，该项目是国内首个通过液态有机储氢技术为加氢站供氢。

欧洲已经开始了使用有机液态储氢的氢能示范工程，包括使用有机液态储氢作为氢源的加氢站，装载有机液态储氢作为氢源的氢能船舶和铁路机车。

在移动设备上装载氢有机液而不是氢气罐，大大提高了移动设备的安全性。瑞士在随车脱氢方面进行了深入的研究，并已经开发出两代试验原型汽车MTH-1和MTH-2；意大利正在研究用有机液体氢化物储氢技术开发化学热泵。

2020年德国提出GET H2计划，致力于在风能和太阳能资源丰富的区域实现绿氢工业化生产并与下游应用领域连接，进而逐步打造覆盖全德的氢基础设施。这一价值链涵盖：可再生能源发电，两个功率高达100 兆瓦的制氢装置、现有的电力和天然气基础设施，包括第一个管道输氢设施；利用电解废热进行区域供热的高温热泵；一台60MW的燃氢轮机，用于纯氢发电；有机液态储氢存储和运输系统设施以及Lingen加氢站。

2017年12月26日，日本公布了《基本氢能战略》，2020年，日本千代田公司利用甲基环乙烷作为储氢载体，首次实现远洋氢运输，年供给量将达到210吨。

有哪些企业布局有机液态储氢

国内也有相当多的企业布局有机液态储氢领域，它们成为有机液态储氢领域技术研发和产业发展的中坚力量。

中国船舶集团有限公司第七一二研究所：

中船七一二所前期已完成单套40千瓦级有机液体供氢模块样机设计开发，突破了高效催化燃烧供热、供热-脱氢一体化反应器设计、反应器封装等多项关键技术。后期将逐步推进有机液态储氢在绿色船舶、规模化氢气储运、海洋氢能等领域推广应用。

2022年2月：中船712所自主研制的国内首套120kW级氢气催化燃烧供热的有机液体供氧装置完成调试，并实现与燃料电池系统匹配供氢。

武汉氢阳能源控股有限公司：

2014年国内第一家有机液态储氢技术研发公司。拥有多项全球首创成果。公司研发生产储氢、脱氢装置及车载有机液氢供氢系统，为氢燃料电池、氢内燃机、化工过程加氢等用氢企业提供氢源供应。

2018年12月，公司在湖北宜昌完成建设全球第一个常温常压液态有机储氢材料工厂，向公司和合作伙伴提供1000吨级储油的生产供应。

2022年4月，储油二期建设项目正式启动，标志着常温常压下氢能安全高效储运技术成功进入了产业化导入阶段。

同年11月，日产氢气400kg的撬装式供氢设备在氢阳能源厂区调试成功并发送客户。

中国化学建投公司联合氢阳公司，在北京与上海金山分别建立日供氢400kg，相距1463km的加氢、运氢、脱氢一体化示范应用装置，经过三次试车，对脱氢规模、脱氢速率、脱氢效率、单位能耗及氢油损耗等关键指标进行了充分验证，已达到设计水平。

2023年7月6日，中国化学建投公司联合氢阳公司打造的全球首套常温常压有机液体储氢加注一体化示范项目在上海碳谷绿湾产业园（原上海金山第二工业区）成功完成全流程贯通。相较于德国的二苄基甲苯和日本的甲基环己烷液体，其在稳定性、安全性、纯度、成本等方面具有明显优势。

陕西氢易能源科技有限公司：

基于西安交大化工学院方涛教授团队多年研究成果为基础成立的储运氢技术公司，已搭建起涵盖储放氢催化剂、有机氢载体、储放氢装置等领域的全链条研发平台。

4月，氢易能源完成了数千万元Pre-A轮融资，主持实施了基于自主催化技术的10m3/h级芳杂环可逆储放氢中试试验。

6月，氢易能源年产万吨有机液态储氢材料及配套催化剂项目工厂正在进行设备安装，预计在季度末将实现投料试产。项目投产后，随着产能逐步释放，将实现每日30吨氢的储运能力。

8月，氢易能源还与陕西氢能产业发展有限公司签署战略合作协议，进一步推动有机液体储氢技术的商业化应用。

海望氢能：

海望氢能专注于有机液体储氢技术，研发了多种储氢载体材料、加脱氢催化剂及反应工艺包，并提供撬装式储氢制氢装备与厂站式储氢制氢工程方案。

合作项目：吉林白城制绿氢项目中的有机液体储氢装置。

中氢源安：

2023年2月，中氢源安安全有机液储运氢技术的首个纯氢建筑领域供热示范项目，在北京市石景山区已全面落成。

2023年6月，中氢源安与北京热力集团联合开展了首个基于安全有机液储运氢技术的纯氢供热示范项目。

合肥理谷新能源有限公司：

合肥理谷新能源有限公司完成数千万元Pre-A轮融资。本轮融资用于有机液体储运氢商业示范线的建设。

目前公司已完成有机液体储运氢小规模中试连续8000小时的评价实验，脱氢催化剂的反应选择性、转化率、寿命均达到大规模产业应用的标准，项目开始转入商业示范和产业推广阶段。

瀚锐氢能科技集团有限公司：

2023年6月，瀚锐氢能集团“液态有机储氢加氢站供氢示范项目”开工仪式在佛山市南海区丹灶举行，该项目是国内首个通过液态有机储氢技术为加氢站供氢。

自主研制安全无毒有机液体60kg/d吸氢及 125kg/d放氢装置，并应用在泸定氢能科技园区项目。

以上国内企业在研发生产有机液态储氢储氢介质上已实现弯道超车，做到全球先进。但从目前的研究进展来看，LOHC技术路径仍存在脱氢技术复杂、脱氢能耗大、存在副反应、脱氢催化剂技术亟待突破等瓶颈。

有专家表示，有机液态储氢是否可以商业化应用，要取决于技术迭代速度能否快于其他储氢手段，以及降本速度能否快于低温液态储氢。综合来看，有机液态储氢常温常压下储运以及低危险性是技术的重要优势，相信在国内众多相关科研单位及企业持续推进下，会让有机液态储氢在规模化储氢路上早日实现低成本运营！