国产液氢“民用”启动

 

2022年以来，随着我国企业加大了在液氢领域的投入，在民用液氢项目及液氢装备国产化方面取得了明显进步。但需正视的是，目前民用液氢仍处于产业化初期，存在的挑战也不容忽视，比如：国家对液氢管制较为严格，国内液氢核心装备性能有待提升，下游应用较少，液氢的经济性优势不足等。

 

那么，民用液氢距离真正商业化到底还有多远？

 

发展节奏正加快

 

长期以来我国民用液氢领域发展缓慢。此前，我国液氢主要服务于航空航天等领域，液氢工厂数量和产量均落后于欧美国家。而在民用液氢方面，更是几乎空白。近两年来，业界对液氢行业的关注度明显提升，特别是2022年以来，民用液氢项目以及液氢装备国产化方面频传相关消息。

 

在民用液氢项目方面，我国首座大型商用液氢工厂——空气化工产品（浙江）有限公司海盐氢能源和工业气体综合项目的一期工程，已于2022年11月实现110千伏空氢变电站竣工投产。预计液氢工厂将在2023年建成，投产后日产量将达30吨，有望成为亚洲液氢日产能最高的工厂。

 

此外，另一个日产30吨的液氢项目也已签约。2022年6月，呼和浩特首个万吨级绿色液氢能源项目-空气产品久泰高效氢能综合利用示范项目签约，将依托久泰现有产业丰富的尾氢资源，建成日产30吨液氢能源项目。

 

在液氢装备方面，多年以来，美国一直对中国禁运与大规模液氢生产和储运相关系统装备和组件、测试检测与生产装备、材料、工艺技术，也限制其盟国向中国出售设备和技术，国内氢液化设备与国外还存在一定的差距。在国家大力发展氢能的风口下，多家液氢装备企业积极发展自主技术，让国产化液氢装备乘风而起。

 

近期，中科富海首套具有自主知识产权的国产1.5TPD氢液化装置调试成功，有助于打破国外氢液化装置对于我国的封锁；太钢国内首发液氢专用不锈钢产品并通过相关认证，填补了国内民用液氢压力容器用不锈钢的空白；国富氢能首台民用大型液氢储存容器已开工，储氢量超过14吨，实现大型液氢储存容器民用领域“0”的突破。

 

随着液氢项目的发展，液氢加氢站项目也将逐渐推进，开发液氢加注等关键技术设备将是大势所趋。国家能源集团低碳院开发的全球首个基于潜浸式高压液氢泵的液氢加注技术开始进行加氢商业示范；浙能航天氢能自主研发的液氢-氢气冷却器一次性通过出厂测试，标志着国产装备在液氢加氢站关键设备自主化研制方面取得了阶段性成果。

 

这一些列自主新技术的研发与运用，标志着我国在液氢储运装备上迈上了新的台阶，也将进一步推动我国民用液氢商业化进程。

 

液氢储氢的几大优势

 

众多产业链企业在液氢上展开布局，源于液氢在储运上有天然优势。“民用液氢的市场价值主要集中于两方面，首先是氢能产业链上游绿氢需要长途或跨地区转运，另外就是应用端客户需要高品质纯氢。”一家布局液氢企业的CEO向高工氢电表示。

 

液氢因在单位质量和单位体积储氢密度上具有绝对优势，可有效解决国内部分地区氢能供需错配问题。近年来，绿氢项目持续火热，我国在内蒙古、吉林、甘肃、宁夏、新疆等地建设了大量可再生能源制氢项目。这些制氢项目可以为我国氢能产业提供所需的氢源，但我国氢能应用集中在东南沿海地区，供氢端与用氢端存在严重的地域不平衡问题。在输氢管道建设严重滞后的情况下，目前超长距离安全运输首选方式便是液氢。

 

而且液氢品质的优越性也是高压氢所不能比拟的。除了氦气之外所有的杂质气体遇到液氢都会凝固分离，因此液氢汽化后直接获得超纯氢，这一品质可以从上游液化一直保持到应用终端，对燃料电池动力系统的长寿命、高性能保证具有重要意义。

 

此外，液氢在35吨以上重卡等大功率氢燃料电池应用方面优势非常明显。大功率长距离行驶里程的重卡往往需要50-80kg的车载储氢量，如果采用高压氢瓶，即使是70MPa氢瓶，也需要5-8个250L的大容积氢瓶。而使用液氢瓶只需要一个0.8-1.3m³的液氢燃料罐，不仅能够满足重卡的长距离里程，而且车载液氢燃料还可以采用液氢冷能回收为大功率电堆强制冷却，使得重卡电堆的设计可以更加紧凑、高效、长寿命。

 

综上所述，液氢的应用适合于大规模储运场景，其经济性体现终端的高密度储氢和高品质利用，以及在综合能耗的降低等方面。

 

距真正商业化还有多远？

 

液氢相比于高压气态储氢更加适用于氢能的规模化、商业化供应。液氢技术路线或将成为国内民用氢能开发应用的重要技术方式之一。但是长期以来我国民用液氢领域发展缓慢，与国外相比还存在着显著差距。

 

国内一家布局液氢企业的氢能技术中心总监告诉高工氢电：“目前，国内在民用液氢的很多细分领域都处于拓荒期，液氢发展仍存在诸多挑战，例如液氢政策和行业标准不够完善，国产液氢核心装备需要进一步攻关，液氢工厂投资大建设周期长，民用产业链与应用几乎处于空白状态，成本控制需要进一步提高等。”

 

在政策方面，虽然在2021年发布了《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输技术要求》三项国家标准，不过对比我国液化天然气的国家标准，液氢相关标准从数量到涵盖的范围仍有差距，未来还需要完善液氢制、储、运、加、用等一些列相关标准。

 

在液氢核心装备方面，近年来国产装备的自主化取得了一定进步，尤其是国产液氢储存容器和管阀设备已经在部分项目中得到了实际应用。但由于过去关键技术受到国际严格封锁，国产氢液化装置、液氢球罐、液氢加氢站成套装备及氢膨胀机、液氢泵等关键零部件，与国外先进水平差距明显。尤其是每天5吨以上的工业级大规模氢液化的核心技术和设备的国产化亟需精进。

 

在液氢工厂建设方面，由于液氢属于重资产行业，当前正从实验规模走向工程级规模，对投资企业的要求较高。尤其是氢液化工厂的前期设备投资较大，而且液氢工程建设周期长，从立项、生产到应用至少需三年，使得我国液氢产能规模上升缓慢。

 

在液氢的应用方面，长期以来，中国的液氢技术和设备一直局限于航空航天和军事工业。由于民用领域的相关技术和设备缺乏，导致对液氢的需求量较低。民用液氢需求量较低，液氢产能规模上升缓慢，又使得液氢民用化、商业化发展举步维艰。此外，国内液氢生产和储运产业链尚未真正实现规模化建设，液氢本身的经济性也还有待提升。

 

“现在液氢还处于产业化初期阶段，在液氢推广过程中，不可避免地会遇到质疑和唱衰。这需要整个产业链上的企业秉持着‘绿色、安全、经济’的发展原则，齐心协力推进项目示范和行业整体优化，不断扩大规模形成产业良性发展。液氢产业继续保持快速发展的势头，有望在5年后实现大规模商业化应用。”这位氢能技术中心总监表示。