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作為氫能供應(yīng)的必經(jīng)環(huán)節(jié)，氫能儲(chǔ)運(yùn)備受關(guān)注。前一步怎么儲(chǔ)，決定著后一步怎么運(yùn)，但無(wú)論哪種儲(chǔ)運(yùn)方式，降成本都是當(dāng)務(wù)之急。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，未來(lái)供氫模式不會(huì)局限于某一種，而是一個(gè)包括多種技術(shù)路線的綜合供氫網(wǎng)絡(luò)，而氫能儲(chǔ)運(yùn)方式要匹配其最適合的應(yīng)用場(chǎng)景。
一個(gè)月前發(fā)生在挪威奧斯陸郊外的加氫站爆炸事故原因日前終于查明——主要是在高壓儲(chǔ)存裝置的氫氣罐中，某個(gè)特定插頭裝配錯(cuò)誤所致。
一個(gè)“小小”的插頭導(dǎo)致嚴(yán)重事故，這不是危言聳聽。在其背后，更涉及氫能儲(chǔ)運(yùn)的“大問(wèn)題”。多位業(yè)內(nèi)人士向記者坦言，除前端制氫、后端加注外，從制氫地到加氫站的中間環(huán)節(jié)，如今也越來(lái)越受到重視。在現(xiàn)有條件下，儲(chǔ)運(yùn)已成為影響氫能應(yīng)用的主要瓶頸之一。
繞不開的儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)
現(xiàn)有方式各存利弊
以氫燃料電池商用車為例，應(yīng)用瓶頸“不在兩頭，在中間”——日前在2019世界新能源汽車論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高這樣強(qiáng)調(diào)。
所謂“中間”，是指氫能儲(chǔ)運(yùn)和加注的環(huán)節(jié)。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，隨著后期大規(guī)模的推廣應(yīng)用，及燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的逐漸成熟，供應(yīng)將不再是問(wèn)題。相比之下，產(chǎn)業(yè)難題聚焦于儲(chǔ)氫、運(yùn)氫及加注環(huán)節(jié)。
“氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸不分家，前一步怎么儲(chǔ)，決定著后一步怎么運(yùn)。由于政策要求，我國(guó)目前暫不允許在加氫站內(nèi)直接制氫，因此儲(chǔ)運(yùn)作為氫能供應(yīng)的必經(jīng)環(huán)節(jié)，值得關(guān)注。”北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利告訴記者。
記者進(jìn)一步了解到，氫氣的儲(chǔ)、運(yùn)目前均分為氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)三種主要方式。由于密度、設(shè)備、體積等條件不同，上述方式也各有利弊。
以低溫液態(tài)方式為例，北京海德利森科技有限公司總經(jīng)理鞏寧峰介紹，作為全球研發(fā)重點(diǎn)，液氫具有高密度、體積小等特征，能夠使儲(chǔ)運(yùn)變得簡(jiǎn)單，尤其可滿足遠(yuǎn)距離、大運(yùn)量的需求。“但同時(shí)，要把氣態(tài)的氫變成液態(tài)難度較大，所需容器設(shè)備要求很高。此外由于政策因素，我國(guó)暫無(wú)民用液氫的運(yùn)輸案例?！?/span>
氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)方式，目前在我國(guó)應(yīng)用最為普遍。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，先將氫氣壓縮到一個(gè)耐高壓的容器里，再通過(guò)長(zhǎng)管拖車或管道進(jìn)行運(yùn)輸。鞏寧峰表示，在技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上，氣態(tài)方式也面臨輕量化、高壓化及質(zhì)量穩(wěn)定等新的挑戰(zhàn)。
固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)則是以金屬氧化物、納米材料等作為載體。雖存在操作便捷、安全性高及儲(chǔ)氫體積密度大等先天優(yōu)勢(shì)，但這一方式尚處小范圍應(yīng)用的攻克階段。“載體的體積膨脹、傳熱、氣體流動(dòng)等任一因素，均有可能影響儲(chǔ)運(yùn)效果?！膘枌幏宸Q。
技術(shù)路線各異
卻共同面臨經(jīng)濟(jì)性制約
針對(duì)不同方式，業(yè)內(nèi)長(zhǎng)期爭(zhēng)論頗多且未有定論。但多位人士仍同時(shí)指出，無(wú)論對(duì)于哪種方式，降低儲(chǔ)運(yùn)成本都是當(dāng)務(wù)之急。其制約因素，包含了儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、設(shè)備水平、應(yīng)用規(guī)模、運(yùn)輸半徑等多種因素。
“未來(lái)，技術(shù)、安全等方面不存在大的問(wèn)題，影響儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的最大瓶頸就是經(jīng)濟(jì)性?！眹?guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席、清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)直言。例如液氫，雖有其優(yōu)勢(shì)并受到很多追捧，但也要看到，制造液氫的成本目前并不算低?！斑\(yùn)輸環(huán)節(jié)省錢了，制造液氫卻要花費(fèi)高昂代價(jià)。綜合來(lái)看，經(jīng)濟(jì)性仍待進(jìn)一步提高?！?/span>
鞏寧峰對(duì)此表示贊同。他稱，日、美、德等國(guó)家，現(xiàn)已將液氫運(yùn)輸成本降至高壓氫氣的1/8左右，并不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍?！安豢煞裾J(rèn)，低溫液氫運(yùn)輸是未來(lái)一個(gè)大方向。但在我國(guó)，受制于技術(shù)、設(shè)備水平，液氫轉(zhuǎn)化成本相對(duì)偏高，短期內(nèi)在民用領(lǐng)域推廣不太可能?！?/span>
除了技術(shù)，何廣利認(rèn)為，規(guī)模是影響經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵之一?！半S著不斷進(jìn)步，技術(shù)、設(shè)備等層面的問(wèn)題將逐步解決。但要想真正降低成本，充分認(rèn)識(shí)‘大氫能’的概念是前提?！?/span>
在他看來(lái)，車用只是氫能發(fā)展的一個(gè)方面，作為清潔、高效的二次能源，氫能應(yīng)用范圍理應(yīng)更廣?！啊髿淠堋拍?，意味著氫絕不單單供給燃料汽車。反過(guò)來(lái)，只有應(yīng)用規(guī)模上來(lái)了，基礎(chǔ)設(shè)施才能真正完善，從而實(shí)現(xiàn)車用氫能儲(chǔ)運(yùn)等成本的分?jǐn)?、降低。這也是為何在當(dāng)前條件下，各條儲(chǔ)運(yùn)路線均難真正實(shí)現(xiàn)降成本?！?/span>
鞏寧峰認(rèn)為，由于規(guī)模有限，不同技術(shù)路線的運(yùn)輸半徑也有待驗(yàn)證?！氨热绺邏簹鈶B(tài)運(yùn)輸，在100-200公里半徑內(nèi)尚具備經(jīng)濟(jì)性。再遠(yuǎn)的話，運(yùn)輸成本將呈幾何級(jí)增加，從而造成不經(jīng)濟(jì)。但這個(gè)半徑到底是多少，還需通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證?！?/span>
適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景
儲(chǔ)運(yùn)“暗藏”更多選擇
究竟什么樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效且經(jīng)濟(jì)的氫能儲(chǔ)運(yùn)？
在何廣利看來(lái)，現(xiàn)有儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)、裝備逐漸走向成熟，關(guān)鍵在于找到真正適用的方式，并在達(dá)標(biāo)基礎(chǔ)上降低成本?！敖Y(jié)合用能需求、供氫網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)發(fā)展等因素，未來(lái)供氫模式不會(huì)局限于某一種，而是一個(gè)綜合供氫網(wǎng)絡(luò)包含不同路線，并站在全生命周期的角度來(lái)考評(píng)其效率?！?/span>
中國(guó)氫能聯(lián)盟日前發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2019版）》也預(yù)測(cè)，氫能儲(chǔ)運(yùn)將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的方向發(fā)展，由此逐步提高氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)哪芰?。遠(yuǎn)期（2036-2050年）來(lái)看，高密度、高安全儲(chǔ)氫將成為現(xiàn)實(shí)，完備的氫能管網(wǎng)也將建成，同時(shí)出臺(tái)固態(tài)、有機(jī)液態(tài)等儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)及管道輸配標(biāo)準(zhǔn)作為配套。
“談及氫能儲(chǔ)運(yùn)，常有觀點(diǎn)將其類比天然氣儲(chǔ)運(yùn)，我想這不一定合理?！焙螐V利進(jìn)一步提醒。天然氣作為一次能源，在哪里發(fā)現(xiàn)、從哪里運(yùn)出，儲(chǔ)藏地就是“起點(diǎn)”。氫能則是二次能源，只有原料地，而沒(méi)有儲(chǔ)藏地一說(shuō)。也正因此，給儲(chǔ)運(yùn)帶來(lái)更多選擇?！暗降资窃谠系刂迫 ⑦\(yùn)輸，還是把原料運(yùn)出后制取，或是制成某種中間體之后，再運(yùn)出、制取。三種完全不同的方式，將帶來(lái)不一樣的效果。但目前，討論更多的只是先制氫、再運(yùn)輸?！?/span>
何廣利表示，氫能其實(shí)更適合參照電的供應(yīng)模式。到底采取集中還是分布式供電，到底直接輸電還是先運(yùn)煤、再發(fā)電，還要根據(jù)需求而定?！爸辽倌壳皝?lái)看，沒(méi)有哪一種方式占了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，或者說(shuō)以后一定要走某條路。面對(duì)選擇，我們還需科學(xué)論證、謹(jǐn)慎對(duì)待?！?/span>
