目前,由于国内氢的储运方式仅高压气态较为成熟,因此我国建成的加氢站基本采用高压储罐进行储氢,其型式主要为储氢瓶式容器组和储氢罐。据势银(TrendBank)统计,中国已建成加氢站中应用储氢容器组的站数量占比79%,应用单体储氢罐占比21%。图片来源:势银能链但随着储氢技术的突破与发展,液氢、固

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站内储氢“多元化”选择

2023-11-03 09:30 来源:势银能链 

目前,由于国内氢的储运方式仅高压气态较为成熟,因此我国建成的加氢站基本采用高压储罐进行储氢,其型式主要为储氢瓶式容器组和储氢罐。据势银(TrendBank)统计,中国已建成加氢站中应用储氢容器组的站数量占比79%,应用单体储氢罐占比21%。

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图片来源:势银能链

但随着储氢技术的突破与发展,液氢、固态储氢、有机液态储氢等方式在加氢站中已有示范性应用,站内储氢方式正向着多元化方向发展。

液氢

液氢的质量是常压气态氢的780倍,拥有储重比大、储运方便、工作压力安全等优点。且液氢纯度可达 99.9999%,经进一步纯化后,完全能够满足超纯氢的大规模的使用。

2021年,我国第一座液氢加氢站于嘉兴平湖建成,站内设有一座14立方的液氢储罐。但势银(TrendBank)实地走访调研发现,由于相关标准与配套的未完善,该站液氢储氢部分基本处于空置状况,仍采用“气储气加”模式,而非“液储气加”。

今年以来,随着布局企业的发力,液氢加氢站已有多项进展——

8月30日,阜阳发改委发布了《关于液氢储运型气氢加注示范项目核准前公示》,建设规模为完成液氢加氢站系统集成调试,使加氢站具备35MPa和70MPa加注能力,站内液氢储量≥1000kg,峰值加氢能力≥1000kg/天,氢气加注能耗≤2.00kWh/kg-H2,并完成液氢加氢站示范运营;

8月8日,航天氢能自主研发的轻量化高压液氢汽化器一次性通过液氢试验,工作压力达到88MPa,核心参数均达到预期目标,是国内首次进行的90MPa级液氢汽化器真实介质试验,填补了国内高压液氢测试领域的空白;

6月19日,空气产品公司(AP)液氢示范应用项目签约仪式在上海嘉定举行,该液氢加氢站项目是AP公司在上海地区的首个应用国际领先技术的液氢示范项目;

4月,航天101所突破了液态储氢加氢站总体设计技术,建成国内首个液氢储存加氢站关键装备开发验证平台;

3月,航天101所自主研发项目“液态储氢加氢示范系统及其关键设备研制”课题通过航天科技集团验收。

除此之外,中科富海、国富氢能、中海乌太等液氢布局企业在氢液化核心装备中有所突破,进一步助力液氢在加氢站等民用领域的应用。

不过以液氢能源属性出发,液氢在加氢站的理想化应用为“液储液加”,但由于目前液氢的路权并未实际获得,虽已有部分企业如未势能源、奥杨科技等已成功推出车载液氢储氢系统,却无法上路,也难以获得足量的实际数据进行验证。

因此,势银能链认为,在当下氢能在交通领域发展的趋势下,先形成小规模“液储气加”型加氢站示范,优化完善站内液氢储氢模式,再推进“液储液加”型加氢站建设运营,不失为一个循序渐进的办法。

固态储氢、有机液态储氢

与高压气态和液氢不同,固态储氢是利用固体材料对氢气的物理吸附、化学反应等作用将氢气存储在固体模块中,可以获得较高的体积储氢密度和质量储氢密度,在一定程度上可减少占地面积。

而有机液态储氢技术是以某些含有不饱和化学键的液体有机物(如烯烃、炔烃或芳香烃等)作为储氢载体,通过加氢反应放热实现氢的储存,通过脱氢反应吸热实现氢的释放。

因此在一定程度上两者具有相通性,即应用于加氢站时,两种储氢方式工况为常温常压或常温低压,安全性相对较好。

今年以来,固态储氢技术与有机液态储氢技术均实现了较大的突破,且在加氢站领域已有部分项目落地——

1月,由武汉氢阳能源有限公司与中国化学建投公司、贵州氢能效率能源科技有限公司等企业联合打造的全球首套“常温常压有机液态储氢加注一体化及氢能综合利用项目”于上海金山碳谷绿湾成功开车,并于7月6日第三次开车成功,实现全流程贯通;

3月,广州南沙小虎岛电氢智慧能源站建设完成,该站是国内首个应用固态储供氢技术的电网侧储能型加氢站,实现了从电解水制氢,到固态氢储存,再到加氢、燃料电池发电和余电并网,氢和电的融合;

6月25日,瀚锐氢能集团“液态有机储氢加氢站供氢示范项目”开工仪式在佛山市南海区丹灶举行,该项目是国内首个通过液态有机储氢技术为加氢站供氢。

但值得注意的是,从目前加氢站建设情况来看,由于固态储氢与有机液态储氢均需经过吸氢-储氢-放氢环节,在放氢后仍需经过压缩机压缩至站内高压储罐中,无法实现对氢车的直接加注,因此整体作用仅类似于“充电宝”;且两种储氢技术放氢时基本需要吸热,站内需要额外配置换热、冷却设备,这在一定程度上也将提升整体成本。

势银能链认为,固态储氢与有机液态储氢作为纯粹的储氢技术,在加氢站领域应用时,应根据实际应用需求灵活选择,如在制氢加氢一体站中作为储能手段,或应用于低压储氢叉车、两轮车等低压加注,而非一味的作为扩充站内储氢容量的手段。


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