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在氫能產(chǎn)業(yè)里，氫能的高密度儲運是氫能發(fā)展的重要突破口，同時也是我國氫能布局的瓶頸。
在氫能源發(fā)展方面，我國面臨的最主要的挑戰(zhàn)是氫能的儲運。氫能儲運包括氫氣的儲存以及氫能源的運輸。
氫能儲存
對儲氫技術(shù)要求是安全、大容量、低成本以及取用方便。目前，儲氫方法主要分為低溫液態(tài)儲氫、高壓氣態(tài)儲氫、固體材料儲氫及有機(jī)液體儲氫4種。
高壓氣態(tài)儲氫
高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)是目前我國最常用的儲氫技術(shù)。通過高壓將氫氣壓縮到一種耐高壓的容器中，氫氣的儲量與儲罐內(nèi)的壓力成正比。通常采用氣罐作為容器，存儲能耗低、成本較低，還能通過減壓閥調(diào)控氫氣的釋放，目前高壓氣態(tài)儲氫已成為較為成熟的儲氫方案。
未來，高壓氣態(tài)儲氫還需向高壓化、輕量化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展，繼續(xù)探索新型儲氫罐材料以匹配更高壓力下的儲氫需求，提高儲氫方面的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
低溫/有機(jī)液態(tài)儲氫
1）低溫液態(tài)儲氫是先將氫氣液化，然后儲存在低溫絕熱真空容器中。該方式的優(yōu)點是氫的體積能量很高，由于液氫密度為70.78，是標(biāo)況下氫氣密度的近850倍，就算將氫氣壓縮，氫氣態(tài)單位體積的儲存量也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及液態(tài)儲存。
2）有機(jī)液態(tài)儲氫是通過加氫反應(yīng)將氫氣與甲烷（TOL）等芳香族有機(jī)化合物固定，形成分子內(nèi)結(jié)合有氫的甲基環(huán)己烷（MCH）等飽和環(huán)狀化合物，從而可在常溫和常壓下，以液態(tài)形式進(jìn)行儲存和運輸，并在使用地點在催化劑作用下通過脫氫反應(yīng)提取出所需的氫氣。
固體材料儲氫
根據(jù)固態(tài)材料儲氫機(jī)制的差異，主要可將儲氫材料分為物理吸附型儲氫材料和金屬氫化物儲氫合金兩類，其中，金屬氫化物儲氫是目前最有希望且發(fā)展較快的固態(tài)儲氫方式。
氫能運輸
氫氣的運輸通常根據(jù)儲氫狀態(tài)的不同和運輸量的不同而不同，主要有氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送 3 種方式。
氣氫輸送
氣態(tài)輸運分為長管拖車和管道輸運2種，長管拖車運輸壓力一般為，我國長管拖車運輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)較為成熟，但在長距離大容量輸送時，成本較高，整體落后于國際先進(jìn)水平。而管道運輸是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離輸送的重要方式。
液氫輸送
液態(tài)輸運適合遠(yuǎn)距離、大容量輸送，可以采用液氫罐車或者專用液氫駁船運輸。采用液氫輸運可以提高加氫站單站供應(yīng)能力，日本、美國已經(jīng)將液氫罐車作為加氫站運氫的重要方式之一。
固氫輸送
通過金屬氫化物存儲的氫能可以采取更加豐富的運輸手段，大型槽車、駁船等運輸工具均可以用來運輸固態(tài)氫。
300km以上的運輸距離，運輸成本排序為LOHC<LH2(液氫槽車)<氫氣管道<管束車，50km以內(nèi)氫氣管道運輸成本較低，因此適合小規(guī)模運輸，例如化工廠區(qū)氫氣管道和孤島微電網(wǎng)內(nèi)氫氣運輸?shù)葓龊?。液態(tài)輸運更適合長距離、大規(guī)模輸氫，像跨省運輸，將制氫中心的氫運輸至消費中心這類情況。
對于氫能制、儲、運過程中的安全性問題，有學(xué)者提出過“液態(tài)陽光”的概念，讓CO2和氫氣反應(yīng)生成甲醇，將有效解決氫存儲問題。甲醇是非常好的液體氫載體，它的安全性和便捷性都是極佳的，將為邊遠(yuǎn)地區(qū)難以上網(wǎng)的可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水提供消納渠道，還將成為除特高壓輸電之外，另一種規(guī)?；斔湍茉吹耐緩健?/span>
“液態(tài)陽光”的思路也拓展了碳捕獲封存技術(shù)，可以把捕獲再循環(huán)利用，形成完整的生態(tài)碳循環(huán)，有助于我國碳中和進(jìn)程的推進(jìn)。為助力綠色能源發(fā)展，解決棄風(fēng)棄光棄水問題，2020年10月份，全球首個千噸級“液態(tài)陽光加氫站”示范工程項目成功示范。液態(tài)加氫站的建成為我國氫能儲運技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展開拓了一條新的道路。
