標準的建立,除了可以作為行業(yè)發(fā)展的依據(jù),更重要的是“發(fā)令槍”式的意義。在類似液氫的儲氫容器領(lǐng)域,是因為IV型瓶的標準還沒有出臺。
雖然樣品生產(chǎn)已經(jīng)在實驗室完成,但企業(yè)很難進一步推進到市場階段。之前各企業(yè)由于標準的不同,發(fā)布的基本標準,無疑是在宣布“我們可以放手干”。
獲悉,近日國家市場監(jiān)督管理局(國家標準委)批準發(fā)布215項重要國家標準,其中3項涉及液氫生產(chǎn)、儲存、運輸?shù)膰冶拾l(fā)布。
具體為《氫能汽車用燃料液氫》、《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《液氫貯存和運輸技術(shù)要求》?,F(xiàn)階段,這三項液態(tài)氫國家標準的發(fā)布具有重要意義,進一步完善了氫能標準體系,使液氫民用使用能夠遵循標準。為指導(dǎo)液氫生產(chǎn)、貯存和運輸,加強氫燃料質(zhì)量管理,促進氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供重要標準支撐。
一、為什么開發(fā)液氫:解決氫能供需不匹配的問題
中國是一個制氫大國。豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫可以充分保證氫燃料電池工業(yè)所需的氫源。然而,氫源與煤炭工業(yè)緊密相連,主要集中在北部內(nèi)陸地區(qū),而東部沿海地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)達,氫能需求巨大。
我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在著嚴重的氫能供需矛盾。氫的輸送主要有四種方式:
一是高壓氣體輸送;
二是管道運輸;
三是低溫液氫輸送;
第四,固體或液氫的儲存運輸。
其中,高壓氣體儲運是氫氣儲運中最常見的方式。與高壓儲運相比,液氫儲運具有運輸成本低、氫純度高、測量方便等優(yōu)點,更適合大規(guī)模部署和運輸。氣態(tài)氫需要冷卻至-253℃,形成密度為70.8?。耄纾恚车囊簯B(tài)。一噸液氫可以蒸發(fā)成一萬多立方米的氫。另外,在-253℃時,除氦氣和氖氣稀有氣體外,所有氣體雜質(zhì)均會凝固分離,液氫汽化可得到6N(即99.9999%)以上的超純氫。
在成本方面,高壓氣儲氫的運輸成本較高。據(jù)了解,國內(nèi)標準規(guī)定長管拖車氣瓶公稱工作壓力為10-30MPa,輸送氫氣氣瓶在20MPa以上。在20MPa的高壓氣體狀態(tài)下,1KG氫氣的運輸成本近10元/ 100km。當(dāng)副產(chǎn)氫成本為10-15元/KG時,高壓氣態(tài)氫僅適用于200公里以內(nèi)的短途運輸,到達站銷售氫的成本在35元/KG以下。
據(jù)統(tǒng)計,液氫的成本主要是壓縮能耗和氫罐制造成本。在10t/d規(guī)模下,不考慮通行費的情況下,200km和500km的氫氣運輸價格分別為12.25元/kg和12.54元/kg。在100t/d的運輸規(guī)模下,200km的氫氣運輸價格為8.57元/kg, 500km的氫氣運輸價格為8.85元/kg3,遠低于氣氫。
二、標準的缺乏一直被認為是阻礙國內(nèi)氫工業(yè)發(fā)展的重要因素之一。盡管液氫可以顯著降低氫儲存和運輸?shù)某杀?,降低氫的價格出售,并擴大銷售范圍的副產(chǎn)品氫,液氫一直局限于軍事工業(yè)很長一段時間由于標準、技術(shù)和其他問題,而民用領(lǐng)域幾乎是空白。
兩個標準的比較可以反映出我國氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程和所處的階段。
從兩次發(fā)布開始,在此之前,中國僅于2014年3月發(fā)布了一項《液氫車輛燃料加注系統(tǒng)接口》(GB/T?。常埃罚保梗玻埃保矗藴剩赌旰蟮模玻埃玻蹦暧职l(fā)布了三項液氫國家技術(shù)標準。相比之下,占液氫產(chǎn)量85%的美國有12項液氫標準。
從標準應(yīng)用領(lǐng)域來看,GB/T?。常埃罚保梗玻埃保础兑簹淦嚾剂咸畛湎到y(tǒng)接口》顯然是針對液氫燃料電池汽車領(lǐng)域的,并沒有觸及液氫在其他領(lǐng)域的儲存、運輸和使用。此次發(fā)布的三項標準直接涉及到液氫的生產(chǎn)、儲存和運輸,大大增強了通用性,對行業(yè)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義。
從標準主要起草單位看,2014年國家標準《液氫車輛燃料加注系統(tǒng)接口》主起草單位同濟大學(xué)、中國標準化研究院、上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司、清華大學(xué)、浙江大學(xué),主要是科研院校參與標準,只有一個企業(yè)參與,并作為車輛燃油標準,然而,沒有車輛企業(yè)、車輛動力系統(tǒng)等相關(guān)企業(yè)參與。
在2021年的三項標準中,起草單位數(shù)量顯著增加。值得注意的是,除科研院所外,企業(yè)的參與程度顯著提高。江蘇國富氫能、北京海德利森、深圳國氫新能源、廣東普發(fā)氫能科技、北京航天雷特機電、山東威海湛威新能源、山東冰輪海卓等,已成為主要參與單位。都是在汽車動力系統(tǒng)、低溫氣體、制冷等領(lǐng)域具有一定代表性的企業(yè)。
顯然,液氫標準已經(jīng)走出了車輛使用領(lǐng)域,向更通用的方向發(fā)展。參考單位從科研機構(gòu)占據(jù)絕對地位到企業(yè)占據(jù)相當(dāng)比例的話語權(quán),更體現(xiàn)出液氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是氫能發(fā)展的迫切需要。第三,標準已經(jīng)確立,行業(yè)等待標準的確立,除了行業(yè)發(fā)展有循證可循之外,更重要的是“發(fā)令槍”式的意義。在類似液氫的儲氫容器領(lǐng)域,是因為IV型瓶的標準還沒有出臺。雖然樣品生產(chǎn)已經(jīng)在實驗室完成,但企業(yè)很難進一步推進到市場階段。
之前各企業(yè)由于標準的不同,發(fā)布的基本標準,無疑是在宣布“我們可以放手干”。國內(nèi)也有一些液氫項目簽約。隨著該標準的正式發(fā)布,國內(nèi)液氫產(chǎn)業(yè)將進入一個新的發(fā)展階段。
簡要總結(jié)了國內(nèi)氫能項目。
數(shù)量最多,浙江嘉興是中國液態(tài)氫研究最活躍的地區(qū)之一。目前,嘉化能源、美國AP公司、德國林德公司分別在嘉興投資建設(shè)了中國最大的液氫項目。
最大的產(chǎn)能,今年4月,岳陽簽署了一項合作協(xié)議,中石化巴陵石油化有限公司和湖南核電有限公司將共同投資在岳陽綠色化工園區(qū)建設(shè)一個60T/d的液氫工廠。
最快的應(yīng)用程序。國內(nèi)首個民用液氫于2020年4月在內(nèi)蒙古烏海生產(chǎn)完成。液氫儲存加氫站開始出現(xiàn)在內(nèi)蒙古烏海市2025產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中。
行業(yè)發(fā)展,標準第一。從標準問題可以看出國內(nèi)液氫工業(yè)的發(fā)展。雖然國內(nèi)液氫項目落地速度快,技術(shù)研發(fā)仍處于“剝洋蔥”階段,暫時還沒有掌握核心設(shè)備技術(shù),國內(nèi)廠家一般從生產(chǎn)運營環(huán)節(jié)到核心設(shè)備環(huán)節(jié)的節(jié)奏安排在發(fā)展中,目前國內(nèi)已有多個液氫設(shè)備生產(chǎn)項目,隨著工業(yè)的發(fā)展,民用液氫自主可控有望在未來加速發(fā)展。