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德法两国悄然布局氢能!液氢难题能否真正破解?

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国际能源网
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贯彻实施制造强国战略,进一步打造绿色制造先进典型,加快建设绿色制造体系,引领工业绿色发展,按照《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》(工信厅节函〔2016〕586号,以下简称《通知》)要求,现组织开展第五批绿色制造名单推荐及已发布名单复核工作。有关事项通知如下:

德法两国悄然布局氢能!液氢难题能否真正破解?

来源:国际能源网

随着碳达峰、碳中和目标达成时间的确定,中外能源企业正在加强低碳、零碳、负碳的科技攻关,积极实现绿色低碳技术的突破。加强液氢利用就是其中重要的方式之一。

德法两国全球选择合作伙伴发展液氢

记者近日获悉,德国工业气体巨头林德(Linde)公司去年在中国签署的首个液氢项目,具体方案正在推进中。该公司高管称项目建成后,这将成为中国首家将液化氢商业化的外资企业。但中国工厂建成后的供应量目前仍不清楚。

从全球范围看,工业级液氢设施建设正在提速。就在几天前,林德刚宣布在美国得克萨斯州的拉波特启动一个新的液化氢工厂,每天可供应超过30吨的高纯度液化氢。

法国工业气体巨头液化空气集团(Air Liquide,下称“法液空”)也在全球范围内寻找合作伙伴旨在布局氢能。他们与日本综合性商社伊藤忠商事正在合作,计划在2020年代中期在日本中部地区建立全球最大规模的液化氢生产设施,并向燃料电池车(FCV)等供应产能。

德法两国纷纷选择在中国和日本找合作伙伴建立大规模的液氢生产基地,难道是因为液氢的应用已经可以快速进入寻常百姓家了么?

事实或许并非如此。

液氢应用究竟有何难?

液氢就是通过低温、高压手段将氢气液化储存的一种方式,但氢气液化是一项技术壁垒极高的技术,其中氢液化过程中涉及的核心设备——透平膨胀机,当前全球只有少数公司可以制造。由此可见,从制造端来看,想要得到液化的氢气本身就是个难题。

其次,液氢的储运所需的槽罐车的价格较高,一台车的价格就超过300万元,这让液氢在运输上也面临高成本的难题。不仅如此,在加氢站端,由于液氢加氢站需要保持低温,必须用低温型压缩机和仪用空压机,这些成本支出是高压氢气站的2.93倍。总体来看,液氢站建设成本比高压氢气站成本高30.8%。也就是从液氢的运输到终端销售,都需要解决高成本难题。

而液氢利用最大的难题是需求量不足。目前主要用氢领域已经形成了固有的供应链体系,液氢想要插入进来本身就很难,更何况液氢利用过程中各项费用偏高,更难获得市场支持。

德法因何执意发展液氢

德国工业气体巨头林德选择与中国合作,一方面是看中了中国在支持氢能产业政策存在利好,标准体系也正在逐步建立。今年5月,国家市场监管总局(国家标准委)批准发布了《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输技术要求》三项国家标准,将于11月1日起实施。这三份文件的出台可以说是给氢能产业的发展奠定了基础;

另一方面,国内的液氢技术也在国家的支持下不断进步。2010年,财政部委托中科院理化所,正式开展液氢温区大型制冷设备国产化研发工作。中科院理化所突破了液氢温区制冷系统的一系列关键技术,于2012年成功研制出2000W@20K(-253℃)大型氦透平膨胀制冷机,为大型氢液化器的国产化奠定了坚实基础。

中科院物理所旗下成立了北京中科富海低温科技有限公司,专门从事液氢装备制造和研发。公司目前正在申报科技部“可再生能源与氢能技术”1.8重点专项,配合国家在2023年实现5吨/天的液氢示范。

日本用于接收澳大利亚运输液氢的码头

法国液化空气集团选择日本合作液氢,也同样看中了日本政府对能源转型需求的迫切性和日本大力发展氢能的决心。因为日本国土面积比较小,各种资源匮乏,尤其是福岛核电事故后,日本面临很大的能源危机,发展氢能,尤其是液氢,是日本确定的一项能源政策,他们甚至开始从澳大利亚通过LNG船将当地的液氢运至日本。法国液化空气集团率先选中日本也正是看到了日本液氢市场的机会非常大。

液氢应用难题如何破解

虽然德法两国的氢能龙头企业都在不同国家选择了合作对象,但是能否就此解开液氢应用的难题呢?

或许这些难题并不是朝夕之间可以解决的。目前国内外对液氢的应用还处在小范围实验阶段,一些关键技术的成本没有实现最低,对于液氢利用的行业也没有明显增加,虽然大家寄希望于液氢可以在交通领域得到规模化应用,但现实情况却如沪东中华造船总经理陈军所讲:“目前液化氢还处在科研和小批量试验阶段,大船大批量运输还有个发展培育过程,我们的科研部门正在做前期预研,但距大型实船应用还为时尚早。”

不过显而易见的是,这种跨国的合作对于液氢产业的发展存在非常大的利好,这些企业通过合作,在技术上、资金上和市场集中度上都可以形成合力,为液氢在技术上的突破奠定坚实的基础。

中科富海董事长朱诚表示:“随着氢燃料电池产业的快速发展,以及相关标准的推进,液氢已经来到了应用临界点。氢能产业的发展未来从规模和体量方面都会有一个巨大的提升,液氢是实现氢能产业规模化发展的重要解决方案。”