氫能“缺氫”

自2019年氫能首次被寫入《政府工作報(bào)告》以來(lái)，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展明顯提速，全國(guó)多地政府紛紛出臺(tái)氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，加氫站建設(shè)如火如荼。然而，多位業(yè)內(nèi)專家告訴記者，近兩年來(lái)，各地氫燃料汽車用氫價(jià)格卻基本沒(méi)有下降。

      

“在全國(guó)范圍內(nèi)，用氫價(jià)格居高不下是當(dāng)前氫能發(fā)展面臨的普遍問(wèn)題。在我國(guó)氫能上游產(chǎn)業(yè)鏈條中，制氫端和加氫端相對(duì)成熟，氫氣降本的制約因素主要體現(xiàn)在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)。” 佛山環(huán)境與能源研究院副院長(zhǎng)、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院特聘青年研究員王子緣表示。

    

遠(yuǎn)距離儲(chǔ)運(yùn)成本高昂

      

 

在近期一次行業(yè)會(huì)議上，有業(yè)內(nèi)專家指出，以佛山地區(qū)為例，目前佛山已經(jīng)運(yùn)行了上千輛氫能公交、數(shù)百輛氫能物流車以及多輛氫能有軌電車，如果全部車輛正常運(yùn)營(yíng)，每天佛山用氫需求將達(dá)到15噸左右，然而，目前采用的高壓長(zhǎng)管拖車每輛運(yùn)輸氫氣量?jī)H為200-300公斤，用氫需求難以得到滿足，導(dǎo)致加氫站使用負(fù)荷率始終偏低。

      

據(jù)記者了解，廣東佛山地區(qū)作為我國(guó)最早布局發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的地區(qū)之一，當(dāng)?shù)貧淠芙ㄔO(shè)已有近十年之久，但到如今，仍面臨著“缺氫”的難題。

     

“用氫地區(qū)不產(chǎn)氫，氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本又居高不下，氫氣儲(chǔ)運(yùn)正是當(dāng)前制約我國(guó)氫能發(fā)展‘卡脖子’的地方。”中科院大連化學(xué)物理研究所張家港產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院院長(zhǎng)韓滌非告訴記者，“事實(shí)上，我國(guó)煤化工、石油化工等領(lǐng)域制氫成本本身并不很高，但由于儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本難以下降，導(dǎo)致高壓儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫經(jīng)濟(jì)性都存在一定的問(wèn)題。”

      

據(jù)記者了解，目前我國(guó)氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中，高壓長(zhǎng)管拖車儲(chǔ)運(yùn)氫氣是行業(yè)主流。與低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、化學(xué)儲(chǔ)氫等方式相比，我國(guó)高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，但這一方式卻也存在運(yùn)輸效率過(guò)低的短板。

      

王子緣稱，在氣態(tài)氫儲(chǔ)運(yùn)方面，主要有長(zhǎng)管拖車和管道兩種技術(shù)路徑，由于我國(guó)壓縮氣體道路運(yùn)輸相關(guān)規(guī)定，氣態(tài)氫道路運(yùn)輸當(dāng)前僅采用20兆帕長(zhǎng)管拖車單一方式，運(yùn)輸效率低下，成本高昂。而在管道運(yùn)輸方面，因初始投資較大，當(dāng)前國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，管道環(huán)焊縫臨氫環(huán)境下的安全技術(shù)問(wèn)題仍在研究之中，氫氣管道運(yùn)輸尚未規(guī)?；l(fā)展。

 

高壓儲(chǔ)氫標(biāo)準(zhǔn)是否需要提高？

 

      國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院新能源研究中心主任助理何廣利告訴記者，從目前情況來(lái)看，要降低高壓長(zhǎng)管拖車平均運(yùn)氫成本，尤為重要的一點(diǎn)是提高運(yùn)氫的重量比，且不能增加前后端氫氣的處理難度。這也就意味著，提高儲(chǔ)運(yùn)氫壓力、適當(dāng)增加每次運(yùn)氫的質(zhì)量是當(dāng)前有效降低儲(chǔ)運(yùn)成本的方式之一。

      

何廣利指出，根據(jù)全國(guó)氣瓶標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)最新標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于高壓運(yùn)氫長(zhǎng)管許用壓力標(biāo)準(zhǔn)已提高至30兆帕，預(yù)計(jì)最快到今年年底市場(chǎng)上將出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)各地區(qū)氫氣儲(chǔ)運(yùn)壓力可能會(huì)有所緩解。

      

有研究機(jī)構(gòu)測(cè)算，如果將當(dāng)前國(guó)內(nèi)采用20兆帕運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)提高到歐美國(guó)家常見的50兆帕，單車次氫氣運(yùn)輸量預(yù)計(jì)將達(dá)到此前的3倍，而成本也能夠降低50%左右。持續(xù)提高氫氣儲(chǔ)運(yùn)壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)，是否是高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫的一大發(fā)展方向？對(duì)此，多位業(yè)內(nèi)專家表示，應(yīng)保持謹(jǐn)慎。

      

何廣利認(rèn)為，快速擴(kuò)大氫氣運(yùn)輸壓力標(biāo)準(zhǔn)仍存在安全性的考量。“氫氣本身具有一定的特性，因氫氣分子較天然氣更小，漏氣風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)更高，同時(shí)目前國(guó)內(nèi)氫氣運(yùn)輸往往使用鋼瓶，隨著壓力升高，氫氣與金屬發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫脆的風(fēng)險(xiǎn)也隨之升高。在缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的情況下，不能快速提升運(yùn)氫壓力標(biāo)準(zhǔn)。”

      

對(duì)于放寬標(biāo)準(zhǔn)，王子緣也強(qiáng)調(diào)，無(wú)論是高壓氫瓶、液氫儲(chǔ)罐還是輸氫管道，都是承壓裝備，即使技術(shù)不斷突破，但是從根本上看依然會(huì)有潛在安全隱患，因此必須嚴(yán)格滿足相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求。“行業(yè)內(nèi)常提起的放寬氫氣儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)，都必須始終建立在做好充分研究與驗(yàn)證的前提下，安全永遠(yuǎn)是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的首要因素。”

 

 

大規(guī)模管道運(yùn)輸受青睞

      

從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，對(duì)于氫氣儲(chǔ)運(yùn)降本路徑，業(yè)內(nèi)專家普遍認(rèn)為，以大規(guī)模管道運(yùn)輸為主，配合液氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固體儲(chǔ)氫等多元化方式將成為行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向。

      

張家港氫云新能源研究院院長(zhǎng)魏蔚表示，使用高壓長(zhǎng)管拖車儲(chǔ)運(yùn)氫氣僅是權(quán)宜之計(jì)，從目前來(lái)看，提高高壓儲(chǔ)運(yùn)壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)能夠讓儲(chǔ)運(yùn)難題有所緩解，但我國(guó)幅員遼闊，高壓拖車運(yùn)輸遠(yuǎn)不能解決本質(zhì)問(wèn)題。

      

何廣利也指出，在我國(guó)氫能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展后，氫能行業(yè)最低成本的運(yùn)輸途徑是管道運(yùn)輸。

     

“我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀就像20年前的天然氣行業(yè)。天然氣行業(yè)起初也只有高壓天然氣的長(zhǎng)管拖車。但隨著行業(yè)不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)天然氣成本大幅下降，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施也不斷完善。氫氣與天然氣的終端應(yīng)用場(chǎng)景基本一致，發(fā)展路徑也可參考天然氣。”魏蔚指出，“當(dāng)前國(guó)內(nèi)氫能市場(chǎng)正處于培育階段，待氫能行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；l(fā)展后，氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的主流將是大規(guī)模管道運(yùn)輸，加上液氫等儲(chǔ)運(yùn)方式，化學(xué)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫等方式也可能起到補(bǔ)充作用。”

      

對(duì)于道路氫氣運(yùn)輸，王子緣建議，各地可根據(jù)自身情況努力創(chuàng)造先行示范條件，通過(guò)區(qū)域示范，逐步探索30兆帕及以上壓力等級(jí)的長(zhǎng)管拖車氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)方式，提高氫氣道路運(yùn)輸效率，研究長(zhǎng)管拖車壓力等級(jí)提高與氫氣運(yùn)輸成本下降的關(guān)聯(lián)性，并根據(jù)研究成果，再對(duì)道路氫氣運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)提出科學(xué)、合理的建議。