与高压气氢相比,液氢的主要特点是其储存和运输的便利以及规模化应用的经济效益,因此业界呼吁液氢应尽早实现民用和产业化,而现阶段有一家中国公司正在为突破液氢的关键技术壁垒而奋力攻关。
“液氢在过去需求不大,主要集中于航天等领域。”中科富海一位高层管理人员告诉记者,随着氢能汽车产业的崛起,未来对液氢的需求势必会大大增加,国内液氢民用已经快到临界点了。
然而,氢气液化是一项技术壁垒极高的技术,氢液化工艺中涉及的核心设备——高转速气体/磁浮轴承透平膨胀机,当前全球只有少数公司可以制造,这款关键设备被国外企业所垄断,要想实现液氢制取的国产化,透平膨胀机是撇不开的核心环节。
作为中国科学院理化技术研究所大型低温制冷技术产业化公司,中科富海主要致力于包括国产氢液化器在内的大型低温制冷设备的研发和制造。现阶段,中科富海掌握了氦气体轴承透平膨胀机等氢液化核心工艺和技术,拥有完全自主的知识产权,基本实现全国产化。
2017年,中科富海开始研发第一套液化能力1.5吨/天的大型氢液化装置,于2019年底完成了所有装备的加工制造集成,将于2020年开始安装集成调试,并有望于在2020年产出液氢产品。
中科富海1.5吨/天氢液化器氦压缩机
2019年中科富海承接了北京市科委5吨/天大型氢液化装置磁浮轴承氢透平膨胀机研制任务,若该项目顺利完成,将填补我国大型氢液化装置研发领域重要的技术空白。
记者了解到,中科富海目前正与国内一批顶尖院所和企业联合申报科技部“可再生能源与氢能技术”1.8重点专项,配合国家在2023年实现5吨/天的液氢产业化示范。
“氢能作为一种能源要想大规模应用,一定要具备经济性,因此涉及氢的关键设备实现国产化就显得尤为重要。”上述高层表示。经过中科院理化所和中科富海几代科学家的多年努力,中科富海实现了独立研发集成制造大型氢液化设备,并拥有全套自主知识产权,打破了国外的垄断和封锁,为氢能源未来的广泛应用奠定了坚实的基础。
中科富海1.5吨/天氢液化器冷箱
现阶段,中科富海主要针对用户的使用要求,可提供优化、可行的低温系统解决方案,包括提供大型低温制冷机(20k-2k)大型液化装置的设备销售及投放。公司的氢能业务主要涉及工业副产氢及可再生能源制氢综合利用,氢液化关键技术及设备,液氢储运关键设备、液氢加氢站关键设备等。
事实上,由于当前我国液氢相关标准、法规的缺失,液氢在民用领域的应用尚未起步,只有形成液氢相关法规,液氢产业的发展才会步入正轨。
从世界范围来看,目前美国、欧洲、日本从液氢的储存到使用,包括加氢站全部都有了比较规范的标准和法规,液氢发展产业链比较完备,国外将近有1/3的加氢站为液氢加氢站。反观国内,碍于缺少相关的技术标准和政策规范,目前仍少有企业涉足液氢领域。
可喜的是,随着氢燃料电池汽车行业发展的带动,潜在的用氢和加氢的需求迫使国内开始重视液氢的政策缺失问题。
2019年6月26日,全国氢能标准化技术委员会发布关于对《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准征求意见的函。
这三项意见稿的发布将填补国内民用领域液氢标准的空白,标准是制定法规的基础,标准落实后,法规的出台只是时间问题。
“中科富海当前主要聚焦从技术应用打通大型氢液化装置的核心环节。”上述受访高层表示,现阶段,公司主要致力于科研及氢液化示范示范项目,以此来验证氢液化技术的可靠性和市场价值,待法规健全之后,液氢市场就起步的时候,我们应该已经做好了准备。