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这项技术用好了,氢能储运降本不再是难题!

日期:2020-06-04    来源:中国能源报  作者:仲蕊

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2020
06/04
10:23
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关键词: 氢能储运 氢能运输成本 储氢技术

高压气态氢是现阶段氢能储运的主要方式,但也面临着成本高企等问题。而在降成本方面,固态和低温液态储氢技术则被寄予厚望。业内认为,各类储氢技术各有优劣,关键是要将储氢技术与应用场景相匹配。

氢能是能源转型的战略选择

与会专家认为,目前多地对氢能产业升级抱有热望,社会资本对氢产业链的追逐也从未停止,这将推动氢能产业加速发展。

同济大学汽车学院教授明平文表示:“当前,电池耐久性等氢燃料电池技术已获突破,燃料电池汽车性能和成本已接近阶段性目标,且设计与工艺一致性处于可控状态,性能的提高意味着成本的进一步降低及效率的提升。”

与此同时,氢能应用端开始面向大众商业化。数据显示,目前丰田氢燃料电池汽车Mirai售价为40万元,已累计销售近万辆,逐步形成了可持续的商业化模式。

“我国基础设施建设能力较强,加氢站数量和规模的翻番并非遥不可及,与此同时,高密度和大规模的公路铁路网能够为氢能储运带来便利。此外,利用弃电电解水制氢,可进入天然气管网,将风光资源与管网匹配,形成大市场、新产业、大协作的格局。”明平文进一步表示。

与会专家表示,我国交通能源对外依存度较高,当前能源消费总量约为1978年的8倍。预计到2050年,交通领域氢能消费将达到2458万吨/年,约占交通领域用能的19%,因此,发展氢能也是我国交通领域能源转型的战略选择。

储运环节面临降本难题

作为氢能发展的关键环节,探索经济、高效、可行的储运技术和模式尤为重要。

中国航天科技集团有限公司101所科技委副总工程师刘玉涛认为:“各类储氢技术各有优劣,关键是要将储氢技术与应用场景相匹配。”

“储氢技术是研发高效、安全、低成本燃料电池汽车的关键。”北京科泰克科技有限公司总经理孙冬生表示,“目前的储氢方式分为高压气态、低温液态、固态和有机物液体储氢。同时,也在开展包括吸附储氢在内的新型储氢方式研究,但应用最广泛、最便捷的还是高压气态储氢。”

国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心主任蒋利军表示,高压气态氢虽然是现阶段氢储运的主要方式,但也面临着成本高等问题。

资料显示,截至2019年底,国内共建成加氢站66座,其中投入运营46座,但与会专家坦言,目前加氢站建设周期长,审批、验收流程复杂且建站成本高,缺乏盈利模式,同时,高压氢系统核心设备运行故障率较高。

而在降成本方面, 固态和低温液态储氢技术则被寄予厚望。

“固态储运技术具有高密度高安全特性,可以大大提升储运氢系统的安全性,同时车载固态储氢简化了加氢环节,无需高压压缩,可以有效降低建站成本,但想要加快其商业化应用,仍需尽快开发高容量储氢材料,降低固态储氢系统重量和制造成本。”孙冬生说。

除了固态储运技术外,液氢技术也以高储氢密度的优势崭露头角,且在民用领域快速升温。

液氢经济性优势凸显

明平文认为,液氢加氢站建设成本低,每站可支撑数百辆燃料电池车的运营,因此更具经济性优势。

刘玉涛介绍说,液氢应用场景主要为航天、车辆、用氢装备供气系统等,尤其适用于储存空间有限的运载场合。

在车型和续航里程的需求上,液氢以独特的优势更好地适应了燃料电池重卡、客车、冷链物流车的发展需求。

刘玉涛进一步强调:“液氢可实现低温贮存、多工况高精度供应,技术成熟度高,此外,和电解制氢相比,液氢的杂质含量低,可延长燃料电池寿命,因此对于大载荷、长距离车辆,液氢是最具竞争力和潜力的燃料。”

此外,当车用动力较大时,车载储氢量需求较高,液氢的单位重量储氢密度不小于8%,优势显著。同时液氢系统压力小于2MPa,具有更优的防泄漏性能。

“能量综合利用是液氢应用于冷链物流车的独特优势,将液氢冷能输出和车辆冷藏使用需求相结合,可形成更完善的能量管理策略,因此加强液氢在储运和燃料电池汽车应用中的技术探索十分重要。”刘玉涛说。


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