氫能是機遇，液氫是未來！近日,由氫能觀察主辦的CHEC2021世紀氫能與燃料電池產業大會上，中國科學院理化技術研究所研究員謝秀娟向與會代表詳細介紹了我國乃至全球在液氫領域關鍵技術與關鍵裝備的發展情況。

2020年4月，國家能源局發布《中華人民共和國能源法（征集意見稿），氫能被列入能源范疇。2020年6月，氫能先后被寫入《2020年國民經濟和社會發展計劃》、《2020年能源工作指導意見》。2020年9月，五部委聯合發布《關亍開展燃料電池汽車示范應用的通知》，采取“以獎代補”的方式，氫燃料電池汽車示范應用推廣城市群。截止2020年12月，全國范圍內省及直轄市級氫能產業規劃超過30個， 地級市及區縣級的氫能項目規劃超過50個，氫能源發展已上升為國家戰略！


謝秀娟表示，當氫能大規模應用時，儲氫密度是關鍵性經濟指標之一。液氫儲氫密度高、工作壓力低、安全性好。在儲運方面，液氫儲運經濟性更好：運量更大、充裝更快、占地更小，是面對未來更大加氫需求下的更優選擇。同時，液氫還有氫氣純度高、增加電池壽命及電量、液態儲氫量大，加氫站占地面積小等優點。通過對比可看出，高壓氫氣集束管壓力為200~700bar，儲氫量為300~1000kg，占地面積為 60~80㎡；液氫低溫液體儲罐壓力則為1~2bar，儲氫量達400~6000kg，占地面積僅15~30㎡，液態儲氫優勢明顯，而且液化過程雜質被固化，純度大于5N。

歐美日等發達國家都在積極開展液氫制取工作，目前，北美有超過20套液氫制取裝備，總產能達到400噸/天，歐洲4套，總產能達到20噸/天 ，日本5套，總產能 30噸/天，而我國有4套，總產能5噸/天。實際上，我國已研制出1.5噸/天的液氫制取裝備，單套≥5噸/天的液氫制取裝備還在研制中。


關于液氫儲運方面，謝秀娟介紹，目前國際上，液氫球罐已達到3500 m³以上，主要用于液氫工廠和航天發射場，液氫槽車達到360m³，廣泛應用于液氫儲運。2019年12月11日，全球首艘液氫運輸船在日本下水，該船全長116米，寬19米，約8000噸，使用1250立方米的真空隔熱雙殼結構液化氫儲罐；川崎重工曾表示，力爭2030年前后實現商用化。我國已開發300m³移動式和固定式液氫貯罐，并成功應用于航天發射場，而大型液氫球罐和民用液氫槽車也已開始研制。

在加注方面，目前，全球400多座加氫站中有1/3以上為液氫加氫站，具備液氫儲存氣態70MPa加注能力，以美國居多，其次是日本。國內已具備35MPa/ 70MPa氣氫加氫站自主研發和建造能力，液氫加氫站建設還處于起步階段，謝秀娟認為，我國氫能應用規模市場前景廣闊。


安全，是用氫繞不過去的話題，目前國際上已實現液氫風險定量分析評估，建立了較為全面的技術規范和標準體系，國內已發布航天發射場用液氫、液氫包裝貯存運輸要求等三項規范，但亟需建立和逐步完善民用液氫標準體系。目前，《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生產系統技術規范》和《液氫貯存和運輸安全技術要求》三項已報批，同時正積極準備《液氫國際標準》提案。2021年2月3日，中國技術監督情報協會和危化品儲運裝備技術與信息化工作委員會組織完成了《固定式真空絕熱液氫壓力容器與項目技術要求》征集意見稿，規定了固定式真空絕熱液氫壓力容器的材料、設計、制造、檢驗不試驗等方面的基本安全技術要求；2021年3月26日，住房和城鄉建設部發布了關于《加氫站技術規范》GB50516-2010(2021年版)局部修訂的公告，自2021年5月起實施，增加了液氫罐車和液氫罐式集裝箱運輸、液氫管路和液氫存儲等技術規范。


隨后，謝秀娟著重介紹了液氫應用關鍵技術及關鍵裝備進展情況。她表示，理化所是國內唯一綜合性低溫科學與技術研究機構，1956年便成功實現氫液化，目前，在液氫、液氦、超流氦溫區、大型低溫制冷裝備等方面的研究，已經突破系列關鍵核心技術，并具有非常強的延續性。同時，理化所在高速氦透平膨脹機、低漏率鋁板翅式換熱器、高精濾油系統、氣動低溫調節閥等關鍵裝備的研發上也取得了極大的進步，成功研制國產化氫/氦制冷機裝備18套，實現系列化，1.5噸/天氫液化器實現出口加拿大！

（本文根據嘉賓演講內容整理，未經嘉賓審核）