欢迎来到中国危化品物流网!www.hcls.org.cn
大幕拉开 氢能储运如何助力氢能源时代的到来
2020-12-09   【打印【关闭】
      全球能源行业正经历着以低碳化、无碳化、低污染为方向的第三次能源变革,随着全球能源需求不断增加,全球电气化趋势明显,未来以可再生能源增长幅度最大的电力能源结构将持续变化,进一步形成以石油、天然气、煤炭、可再生能源为主的多元化能源结构。
      氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源,可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取,氢能将成为第三次能源变革的重要媒介。氢能相比于其他能源方案有显著的优势:1)储量大、污染小、效率高;2)比能量高(单位质量所蕴含的能量高);3)可持续发展。
      2019年氢能源首次写入《政府工作报告》,将氢能纳入中国能源体系之中,我国真正开启氢能大发展元年,按照《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》规划,预计到2050年氢能在中国能源体系中的占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值超过10万亿元,全国加氢站达到10000座以上,燃料电池汽车年产量达到520万辆。氢能是当前最火热的能源投资热点,也是未来的发展方向。
      目前氢能产业链分为制氢、储运、加氢站、氢燃料电池应用等多个环节。与锂电池产业链相比,氢能源与燃料电池产业链更长,复杂度更高,理论经济价值含量更大。从氢能实际应用来看,氢燃料电池汽车是氢能高效利用的最有效途径,当前氢能产业链已初具雏形,且燃料电池系统性能已满足商业化需求,但燃料电池汽车的大规模商业化应用依然受经济性及实用性制约。因此,产业发展初期的政策扶持显得尤为重要,政策扶持下产业进入规模化-降本-开拓市场的良性内循环,此外,持续的技术进步也将反哺解决各环节核心技术的成本制约,进一步提升商业化竞争力。
      各地纷纷出台氢能发展规划
      继《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》将氢能明确划入了能源范畴之后,四川、广东、宁夏、江苏、安徽、河北、河南、山东等地也于近期陆续出台氢能产业发展规划或产业政策。业内人士认为,当前各地掀起的氢能热给化工产业转型发展带来新的机遇,化工企业布局下游氢能开发利用具有广阔的发展前景。
      氢能储运:以高压气态方式为主,储存和运输效率亟待提高
      氢气的可大规模存储和运输是其区别于化学电池储能的重要特性,在资源总量不受约束,制备成本中远期可控的前提下,氢气的储存性能和运输效率是目前氢能网络建设的瓶颈问题。
目前,氢气的储存主要有气态储氢、液态储氢和固体储氢三种方式、高压气态储氢已得到广泛应用,低温液态储氢在航天等领域得到应用,有机液态储氢和固态储氢尚处于示范阶段。
      运输技术:目前和发达国家存在较大差距
      氢气在常温常压下为气态,密度仅为0.0899千克/立方米。作为易燃气体,它属于?类危险品(非燃料),与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热即发生爆炸,因此对运输安全要求较高。目前氢气的输运方式主要有气态运输、液态输运和固体输运三种方式。
      高压气态输运可分为长管拖车和管道输运2种方式,管道运输是实现氢气大规模、长距离运输的重要方式,具有输氢量大、能耗小和成本低等优势,但建造管道一次性投资较大,目前我国则仅有100公里的输氢管道(法规限制),远远低于美国和欧洲。液态输氢通常适用于距离较远、运输量较大的场合,日本、美国已将液氢罐车作为加氢站运氢的重要方式之一,我国仅在航空航天有运用液氢技术。轻质储氢材料(如镁基储氢材料)兼具高的梯级储氢密度和质量储氢率,作为运氢装置具有较大潜力。
      缺少经济、高效、安全的储氢与运输技术已成为当前制约氢能规模应用的主要瓶颈之一
      目前,我国氢能储运以高压气态方式为主,但也面临着成本高企等问题。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。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。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。
      根据预计,2030年我国氢能市场发展中期车载储氢将以气态、低温液态为主,多种储氢技术相互协同。氢的运输将以高压、液态氢罐和管道运输共同完成,2050年氢能市场发展远期氢气管网将密布于城市乡村,车载储氢的方式将更为安全,储氢密度更高。当然这需要全行业相关参与方的共同努力。
      危化品物流分会将组建氢能储运工作组
      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。鉴于氢能储运发展存在的主要问题,中物联危化品物流分会将持续关注氢能及太阳能、风能等新能源供应链,以及在交通物流行业的技术应用、商业化模式探索,并积极促进成立氢能储运专职部门,通过专业的协会组织来加强氢能等新能源储运管理,建立和完善相关标准,保障运输及存储安全,积极规范市场流通秩序,使企业为社会提供快捷、安全、优质的氢能储运服务,为打赢“蓝天保卫战”添加助力,为推动成立新能源供应链服务与技术应用分会做好前期工作。