是什么制約了液氫商業(yè)化應(yīng)用

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　　液氫的制取環(huán)節(jié)耗能較高，但到了運(yùn)輸環(huán)節(jié)、加氫環(huán)節(jié)，液氫的能耗會(huì)越來(lái)越低，其最大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在終端加氫站的規(guī)模化應(yīng)用。因此，只有發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈，才能顯現(xiàn)出液氫的優(yōu)勢(shì)。

　　6月27日，全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)發(fā)布了關(guān)于對(duì)《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》等三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見的通知，這三項(xiàng)意見稿的發(fā)布將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)民用領(lǐng)域液氫標(biāo)準(zhǔn)的空白。兩天前的6月25日，在北京召開的 “中國(guó)氫能發(fā)展高峰論壇——暨中國(guó)氫能供應(yīng)與利用百人會(huì)2019年度論壇”上，液氫及其在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)上的不足與缺失，亦成為氫能行業(yè)的專家關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　液氫是重要發(fā)展方向

　　相比于氣態(tài)氫，液氫具有高效可控、不易污染、品質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，將成為燃料電池汽車規(guī)模化應(yīng)用的重要推動(dòng)力。液氫技術(shù)也是全球公認(rèn)的可大規(guī)模獲得超純氫的先進(jìn)技術(shù)。

　　據(jù)了解，美國(guó)液氫的90%用在超純氫市場(chǎng)。其中，航空航天領(lǐng)域的使用占20%，石油化工、電子冶金等工業(yè)行業(yè)則占70%。在中國(guó)，超純氫也有非常大的市場(chǎng)空間，除了半導(dǎo)體行業(yè)、航空航天等，在中石油、中石化的煉油過(guò)程中，超純氫也起到重要作用，氫氣純度越高，油品品質(zhì)越好。事實(shí)上，液氫的本質(zhì)是工業(yè)氣體，目前在能源領(lǐng)域的應(yīng)用剛剛起步，但卻可能給能源行業(yè)帶來(lái)革命性變化。

　　中科院理化技術(shù)研究所研究員劉立強(qiáng)在論壇上表示，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫在國(guó)內(nèi)處于小規(guī)模示范推廣階段，雖然成本相對(duì)較低、能耗相對(duì)較小，但運(yùn)輸效率低，不適合大規(guī)模應(yīng)用推廣。隨著氫能與燃料電池汽車的大規(guī)模應(yīng)用推廣，儲(chǔ)氫密度和傳輸效率都更高的低溫液態(tài)儲(chǔ)氫將是未來(lái)重要的發(fā)展方向。

　　規(guī)?；庞薪?jīng)濟(jì)效益

　　為什么液氫的生產(chǎn)一定要追求規(guī)?；?？張家港氫云新能源研究院有限公司院長(zhǎng)魏蔚表示，氫液化工廠投資大、耗電多，是液氫被認(rèn)為不經(jīng)濟(jì)的重要因素，而隨著規(guī)模的擴(kuò)大，運(yùn)營(yíng)成本和投資成本會(huì)大幅降低。專家介紹，氫液化工廠的成本一部分是大規(guī)模固定資產(chǎn)投資的分?jǐn)?，另一部分是大量的耗電耗能的液化成本，兩者在?cái)務(wù)上各占一半。

　　如果用數(shù)字說(shuō)話，液氫規(guī)?；c經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系會(huì)更加清晰。魏蔚進(jìn)一步指出，目前液氫產(chǎn)能5噸/天以下的屬于試驗(yàn)應(yīng)用規(guī)模，適用于不計(jì)成本的科技和試驗(yàn)領(lǐng)域。而在民用領(lǐng)域，產(chǎn)能達(dá)到5噸/天的規(guī)模，氫液化能耗超過(guò)10度電/公斤，但當(dāng)規(guī)模提升到50噸/天，能耗會(huì)降到其70%，當(dāng)規(guī)模提升到150噸/天，能耗會(huì)降到其60%。氫液化最大的運(yùn)營(yíng)成本是耗電，占據(jù)成本70%以上，如果液氫生產(chǎn)能夠達(dá)到一定的規(guī)模，用電能耗的降低將會(huì)大大提升經(jīng)濟(jì)效益。

　　同時(shí)，隨著氫液化工廠規(guī)模的擴(kuò)大，不僅耗電成本在逐步降低，固定投資成本也開始走低。當(dāng)規(guī)模達(dá)到50噸/天，單位固定投資成本可下降50%，當(dāng)達(dá)到150噸/天的規(guī)模，單位固定投資可降到40%甚至更低。

　　液氫產(chǎn)能的規(guī)?；瘜?duì)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也極為重要。與會(huì)專家表示，在大規(guī)模氫液化工廠和高效液氫儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)上，才有可能普及液氫儲(chǔ)氫型加氫站和液氫型氣化站，從而降低氫燃料成本。“歸根結(jié)底，中國(guó)氫能和燃料電池汽車的發(fā)展路徑，取決于中國(guó)液氫技術(shù)的發(fā)展前景。”

　　魏蔚表示，液氫的制取環(huán)節(jié)耗能較高，但到了運(yùn)輸環(huán)節(jié)、加氫環(huán)節(jié)，液氫的能耗會(huì)越來(lái)越低，其最大優(yōu)勢(shì)在于終端加氫站的規(guī)?；瘧?yīng)用。因此，只有發(fā)展全產(chǎn)業(yè)鏈，才能顯現(xiàn)出液氫的優(yōu)勢(shì)。

　　核心技術(shù)和裝備面臨制約

　　目前，中美在液氫發(fā)展規(guī)模上存在巨大差異，液氫的成本相差十多倍。“中國(guó)市場(chǎng)要發(fā)展液氫，需要廉價(jià)的氫源和便宜的電價(jià)，建設(shè)大規(guī)模的氫液化工廠才能獲得經(jīng)濟(jì)的液氫。”魏蔚在會(huì)上表示。

　　“氫能的可持續(xù)發(fā)展和之前天然氣的發(fā)展道理一樣，是否有廉價(jià)且高品質(zhì)的氫源，價(jià)格是否有競(jìng)爭(zhēng)力，是氫能可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。”我國(guó)有大量副產(chǎn)氫和化工制氫，同時(shí)國(guó)內(nèi)有豐富的可再生能源電解水制氫，因此要將大規(guī)模液氫工廠和氫源匹配起來(lái)。魏蔚稱，“2021年的目標(biāo)是將液氫的出廠價(jià)格降到27元/公斤以內(nèi)，2025年?duì)幦〗档?0元/公斤，如果做不到，那么氫能將無(wú)從發(fā)展。”

　　液氫在國(guó)內(nèi)成本居高不下，原因何在？北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所高級(jí)工程師楊申音認(rèn)為，一方面，國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)完全自主產(chǎn)權(quán)的氫液化裝置，氫液化系統(tǒng)核心設(shè)備仍然依賴進(jìn)口，導(dǎo)致獲取氫液化設(shè)備的成本高，同時(shí)還存在維修維護(hù)費(fèi)用高等問題。另一方面，液氫在燃料電池汽車領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于探索期，缺少國(guó)家的頂層規(guī)劃、示范項(xiàng)目和應(yīng)用推廣，液氫在電子工業(yè)和高端制造業(yè)的應(yīng)用也少有挖掘。只有在能源和工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行雙重拓展，才能使液氫有可能做到大規(guī)模發(fā)展。

　　目前，我國(guó)在液氫技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展上面臨較多制約。對(duì)此，魏蔚指出，在相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面，目前仍停留在試驗(yàn)用的小型氫液化流程和裝置設(shè)計(jì)研制，缺少大規(guī)模的氫液化工藝及核心裝備與關(guān)鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化研究，沒有民用液氫工況的試驗(yàn)檢測(cè)平臺(tái)和使用條件，更沒有深冷高壓氫的專用試驗(yàn)條件。對(duì)此，與會(huì)專家進(jìn)一步表示，企業(yè)和科研院所應(yīng)該更多地思考如何將現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用到液氫民用領(lǐng)域。

　　此外，國(guó)家缺少民用液氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用管理標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，缺少液氫儲(chǔ)運(yùn)裝備設(shè)計(jì)制造、出廠檢驗(yàn)和在役檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)和液氫加氫站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等。專家表示，鑒于在液氫領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)尚屬空白，因此，只有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)先行先試，才能推動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。（■本報(bào)實(shí)習(xí)記者 仲蕊）