
本月初,液氫國家標準GB/T40045-2021《氫汽車用燃料液氫》、GB/T40060-2021《液氫儲運技術要求》、GB/T40061-2021《液氫生產系統技術規范》正式實施。正式填補了中國液氫標準的空白。
業內普遍認為,液化氣儲氫運輸是發展儲氫運輸技術的一種有效的運輸方式。我國部分地區已經面臨著氫氣供需不平衡的問題,液氫技術問題亟待解決。
低溫液氫儲存是指氫氣冷卻到-253℃,然后液化到低溫儲罐中。液氫的密度為70.6kg/m3,其質量密度和體積密度遠高于高壓氣相儲氫,是一種理想的儲氫方法。然而,氫液化過程消耗大量能源。根據數據,1公斤氫氣液化需要10-20千瓦時的電力。此外,液氫儲存容器必須使用特殊的超低溫容器。儲氫電荷和絕緣不完善容易導致氫氣蒸發損失,因此液態氫的儲氫成本較高。這些因素限制了液氫的使用。
與氣態氫相比,液氫有三個優點:①經濟性:液氫的密度約為氣態氫的800倍。在儲氫體積相同的情況下,液態氫可大大提高儲氫容量。液態氫存儲的密度為14%,是目前最高的儲氫方式。采用液氫技術可大大節約氫氣的儲存、運輸和運行成本。(2)效率高:在氫液化過程中,有害雜質凝固,再次汽化使用時,氫純度等級可達到6-7N,可有效提高氫燃料電池的功率和壽命。③安全性:液態氫儲運工作壓力為1-1.3bar,高于壓縮氣體氫氣。
數據表明,液氫加氫站的運行狀況優于常規高壓儲氫型加氫站,運輸和儲氫效率比常規高壓氫氣高6 ~ 8倍。當日加氫量達到500 kg時,該站的投資成本可比目前的70 mpa降低20%。對于中長距離運輸,液態氫技術和設備是不可替代的,有利于實現大規模的氫源,以較低的儲存、運輸和加油成本供應氫能源終端消費區域。
長期以來,中國的液氫技術和設備一直局限于航空航天和軍事工業。航空航天領域的液氫技術雖然已經比較成熟,但民用領域的相關技術和設備缺乏,導致液氫產量低。與國外先進技術相比,液氫技術和設備水平仍有顯著差距。
中國航天科技集團六元101(以下簡稱“六院空間101”)是國內最早從事氫利用技術研究的機構,從20世紀60年代開始,就從事液態氫的生產與應用技術研究,并且是應用于液氫規模的火箭發動機在我國發展過程中,是目前國內液氫生產能力和用量最大的機組。
依托空間氫能的長期研究和實際應用,第六空間科學研究院101所在液態氫等領域的發展具有獨特優勢,逐步形成了氫氣液化裝置、液態氫廠、液態氫加氫站、車載液氫供應系統、氫能設備測試等具體業務。
2020年9月,北汽福田32T液氫重卡正式發布,配備由第六航天工程研究院101研究所研制的60公斤車載液氫供應系統,這是我國第一輛液氫重卡。
今年7月,航天第六研究所101所與甘肅省定西市政府簽署了氫能合作戰略協議。根據協議,雙方將推進液氫生產工廠、氫應用示范區、生態科技創新城市等領域務實合作,積極開展液氫工廠和氫應用示范區建設。
此前,我國首個自主研發的噸位氫液化系統成功投產,實現了連續穩定生產。這意味著未來中國的運載火箭將能夠使用國產液態氫作為燃料。目前,我國長征五號、長征七號等新一代運載火箭發動機采用液氫、液氮為燃料。
今年10月,世界首個高真空薄膜液氫儲運模擬模塊在濱湖建成。產品通過瑞士獨立第三方SGS的風險評估和測試,并獲得勞埃德船級社(LR)和中國船級社(CCS)的設計原理證書和施工完成證書。該模擬艙的建成標志著我國氫能高密度儲運技術的重大突破。
10月26日,東華科技空氣化工產品(中國)投資有限公司(以下簡稱“空氣產品公司”)召開了九臺呼和浩特30噸/天液氫項目設計開工會議。該項目采用世界先進技術,是國內外最大的液氫項目,也是Air Products在中國投資的第二個液氫項目。據了解,2020年6月,空氣產品公司海鹽氫能源基地項目正式啟動。據悉,該基地項目于2019年5月正式落戶海鹽經濟開發區,總投資數億美元。專注于氫能的綜合開發利用,致力于打造中國的“氫谷”。該項目將分為三個階段。第一階段將包括在中國建造的第一座液氫工廠,建成后將成為亞洲最大的液氫工廠。
液態氫在氫能產業的儲運方面具有明顯優勢,在氫能產業商業化初期積極發展液態氫生產技術和裝備制造是大勢所趨。目前,中國已經有液氫項目在建。地方政府和企業要著眼未來,充分利用自身特點和基礎條件,規范液態氫制備、儲存、運輸示范或基礎項目建設,為加快我國液態氫生產建設做出貢獻。倉儲運輸供應鏈。
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