氫能“缺氫”

自2019年氫能首次被寫入《政府工作報告》以來，我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯提速，全國多地政府紛紛出臺氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加氫站建設(shè)如火如荼。然而，多位業(yè)內(nèi)專家告訴記者，近兩年來，各地氫燃料汽車用氫價格卻基本沒有下降。

      

“在全國范圍內(nèi)，用氫價格居高不下是當前氫能發(fā)展面臨的普遍問題。在我國氫能上游產(chǎn)業(yè)鏈條中，制氫端和加氫端相對成熟，氫氣降本的制約因素主要體現(xiàn)在儲運環(huán)節(jié)。” 佛山環(huán)境與能源研究院副院長、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院特聘青年研究員王子緣表示。

    

遠距離儲運成本高昂

      

 

在近期一次行業(yè)會議上，有業(yè)內(nèi)專家指出，以佛山地區(qū)為例，目前佛山已經(jīng)運行了上千輛氫能公交、數(shù)百輛氫能物流車以及多輛氫能有軌電車，如果全部車輛正常運營，每天佛山用氫需求將達到15噸左右，然而，目前采用的高壓長管拖車每輛運輸氫氣量僅為200-300公斤，用氫需求難以得到滿足，導(dǎo)致加氫站使用負荷率始終偏低。

      

據(jù)記者了解，廣東佛山地區(qū)作為我國最早布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的地區(qū)之一，當?shù)貧淠芙ㄔO(shè)已有近十年之久，但到如今，仍面臨著“缺氫”的難題。

     

“用氫地區(qū)不產(chǎn)氫，氫氣儲運成本又居高不下，氫氣儲運正是當前制約我國氫能發(fā)展‘卡脖子’的地方。”中科院大連化學(xué)物理研究所張家港產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長韓滌非告訴記者，“事實上，我國煤化工、石油化工等領(lǐng)域制氫成本本身并不很高，但由于儲運環(huán)節(jié)成本難以下降，導(dǎo)致高壓儲氫、低溫液態(tài)儲氫經(jīng)濟性都存在一定的問題。”

      

據(jù)記者了解，目前我國氫氣儲運環(huán)節(jié)中，高壓長管拖車儲運氫氣是行業(yè)主流。與低溫液態(tài)儲氫、化學(xué)儲氫等方式相比，我國高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)發(fā)展相對成熟，但這一方式卻也存在運輸效率過低的短板。

      

王子緣稱，在氣態(tài)氫儲運方面，主要有長管拖車和管道兩種技術(shù)路徑，由于我國壓縮氣體道路運輸相關(guān)規(guī)定，氣態(tài)氫道路運輸當前僅采用20兆帕長管拖車單一方式，運輸效率低下，成本高昂。而在管道運輸方面，因初始投資較大，當前國內(nèi)相關(guān)標準體系尚不完善，管道環(huán)焊縫臨氫環(huán)境下的安全技術(shù)問題仍在研究之中，氫氣管道運輸尚未規(guī)?；l(fā)展。

 

高壓儲氫標準是否需要提高？

 

      國家能源集團北京低碳清潔能源研究院新能源研究中心主任助理何廣利告訴記者，從目前情況來看，要降低高壓長管拖車平均運氫成本，尤為重要的一點是提高運氫的重量比，且不能增加前后端氫氣的處理難度。這也就意味著，提高儲運氫壓力、適當增加每次運氫的質(zhì)量是當前有效降低儲運成本的方式之一。

      

何廣利指出，根據(jù)全國氣瓶標準化技術(shù)委員會最新標準，對于高壓運氫長管許用壓力標準已提高至30兆帕，預(yù)計最快到今年年底市場上將出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品，國內(nèi)各地區(qū)氫氣儲運壓力可能會有所緩解。

      

有研究機構(gòu)測算，如果將當前國內(nèi)采用20兆帕運輸標準提高到歐美國家常見的50兆帕，單車次氫氣運輸量預(yù)計將達到此前的3倍，而成本也能夠降低50%左右。持續(xù)提高氫氣儲運壓強標準，是否是高壓氣態(tài)儲氫的一大發(fā)展方向？對此，多位業(yè)內(nèi)專家表示，應(yīng)保持謹慎。

      

何廣利認為，快速擴大氫氣運輸壓力標準仍存在安全性的考量。“氫氣本身具有一定的特性，因氫氣分子較天然氣更小，漏氣風險相對更高，同時目前國內(nèi)氫氣運輸往往使用鋼瓶，隨著壓力升高，氫氣與金屬發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫脆的風險也隨之升高。在缺乏實驗數(shù)據(jù)與運行經(jīng)驗的情況下，不能快速提升運氫壓力標準。”

      

對于放寬標準，王子緣也強調(diào)，無論是高壓氫瓶、液氫儲罐還是輸氫管道，都是承壓裝備，即使技術(shù)不斷突破，但是從根本上看依然會有潛在安全隱患，因此必須嚴格滿足相關(guān)法律法規(guī)及標準的要求。“行業(yè)內(nèi)常提起的放寬氫氣儲運標準，都必須始終建立在做好充分研究與驗證的前提下，安全永遠是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的首要因素。”

 

 

大規(guī)模管道運輸受青睞

      

從長遠角度來看，對于氫氣儲運降本路徑，業(yè)內(nèi)專家普遍認為，以大規(guī)模管道運輸為主，配合液氫、高壓氣態(tài)儲氫、固體儲氫等多元化方式將成為行業(yè)未來的發(fā)展方向。

      

張家港氫云新能源研究院院長魏蔚表示，使用高壓長管拖車儲運氫氣僅是權(quán)宜之計，從目前來看，提高高壓儲運壓強標準能夠讓儲運難題有所緩解，但我國幅員遼闊，高壓拖車運輸遠不能解決本質(zhì)問題。

      

何廣利也指出，在我國氫能實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展后，氫能行業(yè)最低成本的運輸途徑是管道運輸。

     

“我國氫能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀就像20年前的天然氣行業(yè)。天然氣行業(yè)起初也只有高壓天然氣的長管拖車。但隨著行業(yè)不斷發(fā)展，國內(nèi)天然氣成本大幅下降，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施也不斷完善。氫氣與天然氣的終端應(yīng)用場景基本一致，發(fā)展路徑也可參考天然氣。”魏蔚指出，“當前國內(nèi)氫能市場正處于培育階段，待氫能行業(yè)實現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展后，氫氣儲運環(huán)節(jié)的主流將是大規(guī)模管道運輸，加上液氫等儲運方式，化學(xué)儲氫、固態(tài)儲氫等方式也可能起到補充作用。”

      

對于道路氫氣運輸，王子緣建議，各地可根據(jù)自身情況努力創(chuàng)造先行示范條件，通過區(qū)域示范，逐步探索30兆帕及以上壓力等級的長管拖車氣態(tài)儲運方式，提高氫氣道路運輸效率，研究長管拖車壓力等級提高與氫氣運輸成本下降的關(guān)聯(lián)性，并根據(jù)研究成果，再對道路氫氣運輸標準提出科學(xué)、合理的建議。