是什么制约了液氢商业化应用---《中国能源报》 时间：2019-07-15 来源：未知 点击量：次
6月27日，全国氢能标准委员会发布了关于对《液氢生产系统技术规范》等三项国家标准征求意见的通知，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。两天前的6月25日，在北京召开的 “中国氢能发展高峰论坛——暨中国氢能供应与利用百人会2019年度论坛”上，液氢及其在技术、标准上的不足与缺失，亦成为氢能行业的专家关注的焦点。
液氢是重要发展方向
相比于气态氢，液氢具有高效可控、不易污染、品质稳定等特点，将成为燃料电池汽车规模化应用的重要推动力。液氢技术也是全球公认的可大规模获得超纯氢的先进技术。
据了解，美国液氢的90%用在超纯氢市场。其中，航空航天领域的使用占20%，石油化工、电子冶金等工业行业则占70%。在中国，超纯氢也有非常大的市场空间，除了半导体行业、航空航天等，在中石油、中石化的炼油过程中，超纯氢也起到重要作用，氢气纯度越高，油品品质越好。事实上，液氢的本质是工业气体，目前在能源领域的应用刚刚起步，但却可能给能源行业带来革命性变化。
中科院理化技术研究所研究员刘立强在论坛上表示，高压气态储氢在国内处于小规模示范推广阶段，虽然成本相对较低、能耗相对较小，但运输效率低，不适合大规模应用推广。随着氢能与燃料电池汽车的大规模应用推广，储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。
规模化才有经济效益
为什么液氢的生产一定要追求规模化？张家港氢云新能源研究院有限公司院长魏蔚表示，氢液化工厂投资大、耗电多，是液氢被认为不经济的重要因素，而随着规模的扩大，运营成本和投资成本会大幅降低。专家介绍，氢液化工厂的成本一部分是大规模固定资产投资的分摊，另一部分是大量的耗电耗能的液化成本，两者在财务上各占一半。
如果用数字说话，液氢规模化与经济效益的关系会更加清晰。魏蔚进一步指出，目前液氢产能5吨/天以下的属于试验应用规模，适用于不计成本的科技和试验领域。而在民用领域，产能达到5吨/天的规模，氢液化能耗超过10度电/公斤，但当规模提升到50吨/天，能耗会降到其70%，当规模提升到150吨/天，能耗会降到其60%。氢液化最大的运营成本是耗电，占据成本70%以上，如果液氢生产能够达到一定的规模，用电能耗的降低将会大大提升经济效益。
同时，随着氢液化工厂规模的扩大，不仅耗电成本在逐步降低，固定投资成本也开始走低。当规模达到50吨/天，单位固定投资成本可下降50%，当达到150吨/天的规模，单位固定投资可降到40%甚至更低。
液氢产能的规模化对氢燃料电池产业的发展也极为重要。与会专家表示，在大规模氢液化工厂和高效液氢储运基础上，才有可能普及液氢储氢型加氢站和液氢型气化站，从而降低氢燃料成本。“归根结底，中国氢能和燃料电池汽车的发展路径，取决于中国液氢技术的发展前景。”
魏蔚表示，液氢的制取环节耗能较高，但到了运输环节、加氢环节，液氢的能耗会越来越低，其最大优势在于终端加氢站的规模化应用。因此，只有发展全产业链，才能显现出液氢的优势。
核心技术和装备面临制约
目前，中美在液氢发展规模上存在巨大差异，液氢的成本相差十多倍。“中国市场要发展液氢，需要廉价的氢源和便宜的电价，建设大规模的氢液化工厂才能获得经济的液氢。”魏蔚在会上表示。
“氢能的可持续发展和之前天然气的发展道理一样，是否有廉价且高品质的氢源，价格是否有竞争力，是氢能可持续发展的关键。”我国有大量副产氢和化工制氢，同时国内有丰富的可再生能源电解水制氢，因此要将大规模液氢工厂和氢源匹配起来。魏蔚称，“2021年的目标是将液氢的出厂价格降到27元/公斤以内，2025年争取降到20元/公斤，如果做不到，那么氢能将无从发展。”
液氢在国内成本居高不下，原因何在？北京航天试验技术研究所高级工程师杨申音认为，一方面，国内目前尚无完全自主产权的氢液化装置，氢液化系统核心设备仍然依赖进口，导致获取氢液化设备的成本高，同时还存在维修维护费用高等问题。另一方面，液氢在燃料电池汽车领域的应用仍处于探索期，缺少国家的顶层规划、示范项目和应用推广，液氢在电子工业和高端制造业的应用也少有挖掘。只有在能源和工业领域进行双重拓展，才能使液氢有可能做到大规模发展。
目前，我国在液氢技术产业化发展上面临较多制约。对此，魏蔚指出，在相关技术研发方面，目前仍停留在试验用的小型氢液化流程和装置设计研制，缺少大规模的氢液化工艺及核心装备与关键零部件的产业化研究，没有民用液氢工况的试验检测平台和使用条件，更没有深冷高压氢的专用试验条件。对此，与会专家进一步表示，企业和科研院所应该更多地思考如何将现有的先进技术和经验运用到液氢民用领域。
此外，国家缺少民用液氢的生产、储运和使用管理标准法规，缺少液氢储运装备设计制造、出厂检验和在役检验的标准和液氢加氢站建设标准等。专家表示，鉴于在液氢领域国家标准尚属空白，因此，只有企业标准先行先试，才能推动国家标准和行业标准的建设。
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■本报实习记者 仲蕊 《 中国能源报 》
液氢的制取环节耗能较高，但到了运输环节、加氢环节，液氢的能耗会越来越低，其最大优势体现在终端加氢站的规模化应用。因此，只有发展全产业链，才能显现出液氢的优势。6月27日，全国氢能标准委员会发布了关于对《液氢生产系统技术规范》等三项国家标准征求意见的通知，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。两天前的6月25日，在北京召开的 “中国氢能发展高峰论坛——暨中国氢能供应与利用百人会2019年度论坛”上，液氢及其在技术、标准上的不足与缺失，亦成为氢能行业的专家关注的焦点。
液氢是重要发展方向
相比于气态氢，液氢具有高效可控、不易污染、品质稳定等特点，将成为燃料电池汽车规模化应用的重要推动力。液氢技术也是全球公认的可大规模获得超纯氢的先进技术。
据了解，美国液氢的90%用在超纯氢市场。其中，航空航天领域的使用占20%，石油化工、电子冶金等工业行业则占70%。在中国，超纯氢也有非常大的市场空间，除了半导体行业、航空航天等，在中石油、中石化的炼油过程中，超纯氢也起到重要作用，氢气纯度越高，油品品质越好。事实上，液氢的本质是工业气体，目前在能源领域的应用刚刚起步，但却可能给能源行业带来革命性变化。
中科院理化技术研究所研究员刘立强在论坛上表示，高压气态储氢在国内处于小规模示范推广阶段，虽然成本相对较低、能耗相对较小，但运输效率低，不适合大规模应用推广。随着氢能与燃料电池汽车的大规模应用推广，储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。
规模化才有经济效益
为什么液氢的生产一定要追求规模化？张家港氢云新能源研究院有限公司院长魏蔚表示，氢液化工厂投资大、耗电多，是液氢被认为不经济的重要因素，而随着规模的扩大，运营成本和投资成本会大幅降低。专家介绍，氢液化工厂的成本一部分是大规模固定资产投资的分摊，另一部分是大量的耗电耗能的液化成本，两者在财务上各占一半。
如果用数字说话，液氢规模化与经济效益的关系会更加清晰。魏蔚进一步指出，目前液氢产能5吨/天以下的属于试验应用规模，适用于不计成本的科技和试验领域。而在民用领域，产能达到5吨/天的规模，氢液化能耗超过10度电/公斤，但当规模提升到50吨/天，能耗会降到其70%，当规模提升到150吨/天，能耗会降到其60%。氢液化最大的运营成本是耗电，占据成本70%以上，如果液氢生产能够达到一定的规模，用电能耗的降低将会大大提升经济效益。
同时，随着氢液化工厂规模的扩大，不仅耗电成本在逐步降低，固定投资成本也开始走低。当规模达到50吨/天，单位固定投资成本可下降50%，当达到150吨/天的规模，单位固定投资可降到40%甚至更低。
液氢产能的规模化对氢燃料电池产业的发展也极为重要。与会专家表示，在大规模氢液化工厂和高效液氢储运基础上，才有可能普及液氢储氢型加氢站和液氢型气化站，从而降低氢燃料成本。“归根结底，中国氢能和燃料电池汽车的发展路径，取决于中国液氢技术的发展前景。”
魏蔚表示，液氢的制取环节耗能较高，但到了运输环节、加氢环节，液氢的能耗会越来越低，其最大优势在于终端加氢站的规模化应用。因此，只有发展全产业链，才能显现出液氢的优势。
核心技术和装备面临制约
目前，中美在液氢发展规模上存在巨大差异，液氢的成本相差十多倍。“中国市场要发展液氢，需要廉价的氢源和便宜的电价，建设大规模的氢液化工厂才能获得经济的液氢。”魏蔚在会上表示。
“氢能的可持续发展和之前天然气的发展道理一样，是否有廉价且高品质的氢源，价格是否有竞争力，是氢能可持续发展的关键。”我国有大量副产氢和化工制氢，同时国内有丰富的可再生能源电解水制氢，因此要将大规模液氢工厂和氢源匹配起来。魏蔚称，“2021年的目标是将液氢的出厂价格降到27元/公斤以内，2025年争取降到20元/公斤，如果做不到，那么氢能将无从发展。”
液氢在国内成本居高不下，原因何在？北京航天试验技术研究所高级工程师杨申音认为，一方面，国内目前尚无完全自主产权的氢液化装置，氢液化系统核心设备仍然依赖进口，导致获取氢液化设备的成本高，同时还存在维修维护费用高等问题。另一方面，液氢在燃料电池汽车领域的应用仍处于探索期，缺少国家的顶层规划、示范项目和应用推广，液氢在电子工业和高端制造业的应用也少有挖掘。只有在能源和工业领域进行双重拓展，才能使液氢有可能做到大规模发展。
目前，我国在液氢技术产业化发展上面临较多制约。对此，魏蔚指出，在相关技术研发方面，目前仍停留在试验用的小型氢液化流程和装置设计研制，缺少大规模的氢液化工艺及核心装备与关键零部件的产业化研究，没有民用液氢工况的试验检测平台和使用条件，更没有深冷高压氢的专用试验条件。对此，与会专家进一步表示，企业和科研院所应该更多地思考如何将现有的先进技术和经验运用到液氢民用领域。
此外，国家缺少民用液氢的生产、储运和使用管理标准法规，缺少液氢储运装备设计制造、出厂检验和在役检验的标准和液氢加氢站建设标准等。专家表示，鉴于在液氢领域国家标准尚属空白，因此，只有企业标准先行先试，才能推动国家标准和行业标准的建设。
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