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未来将形成适宜不同运距的高效经济氢储运体系

时间:2023-09-28

9月17日,由中国产业发展促进会氢能分会编写的《国际氢能技术与产业发展研究报告2023》(简称《报告》)在京发布。《报告》指出,目前,全球氢储运技术主要以管道运输、高压气态、低温液态、有机液态、固态储氢、液氨储氢、甲醇储氢等形式为主,各国依托既有产业技术和产业基础采取了不同的储运技术发展路线。

其中,欧洲以发展管道输氢为主,将利用现有的天然气基础设施,逐步建设泛欧洲氢气管网,到2040年预计总长度达2.3万km;美国管道输氢和液态储运技术成熟,拥有全球一半里程(2700km)的输氢管道,运营15座以上液氢工厂,总产能超过326t/d,居全球首位(全球液氢产能约为480t/d);日本高压气态储氢和低温液态储氢并行发展,气态储氢方面,日本政府已在法规上将充气压力提高至88MPa,低温液氢方面,日本拥有亚洲2/3的液氢产能,同时积极发展海上液氢运输,并于2022年2月完成了全球首次液氢海上运输实践;韩国积极发展液氢加氢站以及液氨和液氢的跨洋运输供应链;中国目前采用高压气态储运氢为主、多种储运氢路线并行发展的模式,现阶段普遍采用20MPa长管拖车进行氢气运输,积极规划建设以管道输氢和低温液氢储运为主要方向、液氨(甲醇)和固态储氢等为补充的多元储氢体系。

对于储运不同技术路线的发展现状,《报告》介绍:

 

高压气态储氢

国际上已实现70MPa的车载储氢Ⅳ型瓶、98MPa的站用储氢容器、52MPa大容积储氢瓶及管束集装箱的量产。

 

管道运输

全球已建成超过5000km氢气长输管道,其中85%分布在美国和欧洲,最高运行压力为10.3MPa。

 

液氢储运

航天大国美国和俄罗斯的液氢储运技术居于世界前列,液化单位能耗低于12kW·h/kg。美国航天应用的地面液氢储罐容积达3500m3;俄罗斯JSC深冷机械制造公司可生产1400m3的球形液氢储罐。

 

固态储氢

由于其较高的储氢密度和安全性,被认为是最具前景的特殊场景储氢技术,以稀土系、Ti-Mn系储氢合金技术为主,储氢容量可提高至上千立方米,已在分布式发电、船用、车用等领域开展示范应用。日本东芝开发的稀土系合金储氢装置,储氢容量1000m3,体积储氢密度约38kg/m3。

 

有机液体储氢

国际上主要储氢载体包括甲基环乙烷和咔唑,理论质量储氢密度分别为6.2%和6.7%。日本千代田选用甲基环乙烷作为氢气载体,脱氢产物甲苯属大宗商品,价格便宜,是理想的液态有机物储氢介质之一。

随着不同储运技术的日渐成熟,未来储运的选择方式将更加多样化,实现“因地制宜”,支撑氢能全产业链的发展。《报告》指出,未来全球氢输配系统将以管道、大规模液氢、高压气态、有机液态、固态等相结合的储运方式,形成适宜不同运距的高效经济氢储运体系。

来源:中国产业发展促进会氢能分会