目前,由于國內(nèi)氫的儲運(yùn)方式僅高壓氣態(tài)較為成熟,因此我國建成的加氫站基本采用高壓儲罐進(jìn)行儲氫,其型式主要為儲氫瓶式容器組和儲氫罐。據(jù)勢銀(TrendBank)統(tǒng)計,中國已建成加氫站中應(yīng)用儲氫容器組的站數(shù)量占比79%,應(yīng)用單體儲氫罐占比21%。
圖片來源:勢銀能鏈
但隨著儲氫技術(shù)的突破與發(fā)展,液氫、固態(tài)儲氫、有機(jī)液態(tài)儲氫等方式在加氫站中已有示范性應(yīng)用,站內(nèi)儲氫方式正向著多元化方向發(fā)展。
液氫
液氫的質(zhì)量是常壓氣態(tài)氫的780倍,擁有儲重比大、儲運(yùn)方便、工作壓力安全等優(yōu)點(diǎn)。且液氫純度可達(dá) 99.9999%,經(jīng)進(jìn)一步純化后,完全能夠滿足超純氫的大規(guī)模的使用。
2021年,我國第一座液氫加氫站于嘉興平湖建成,站內(nèi)設(shè)有一座14立方的液氫儲罐。但勢銀(TrendBank)實(shí)地走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn),由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與配套的未完善,該站液氫儲氫部分基本處于空置狀況,仍采用“氣儲氣加”模式,而非“液儲氣加”。
今年以來,隨著布局企業(yè)的發(fā)力,液氫加氫站已有多項進(jìn)展——
8月30日,阜陽發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于液氫儲運(yùn)型氣氫加注示范項目核準(zhǔn)前公示》,建設(shè)規(guī)模為完成液氫加氫站系統(tǒng)集成調(diào)試,使加氫站具備35MPa和70MPa加注能力,站內(nèi)液氫儲量≥1000kg,峰值加氫能力≥1000kg/天,氫氣加注能耗≤2.00kWh/kg-H2,并完成液氫加氫站示范運(yùn)營;
8月8日,航天氫能自主研發(fā)的輕量化高壓液氫汽化器一次性通過液氫試驗(yàn),工作壓力達(dá)到88MPa,核心參數(shù)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo),是國內(nèi)首次進(jìn)行的90MPa級液氫汽化器真實(shí)介質(zhì)試驗(yàn),填補(bǔ)了國內(nèi)高壓液氫測試領(lǐng)域的空白;
6月19日,空氣產(chǎn)品公司(AP)液氫示范應(yīng)用項目簽約儀式在上海嘉定舉行,該液氫加氫站項目是AP公司在上海地區(qū)的首個應(yīng)用國際領(lǐng)先技術(shù)的液氫示范項目;
4月,航天101所突破了液態(tài)儲氫加氫站總體設(shè)計技術(shù),建成國內(nèi)首個液氫儲存加氫站關(guān)鍵裝備開發(fā)驗(yàn)證平臺;
3月,航天101所自主研發(fā)項目“液態(tài)儲氫加氫示范系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備研制”課題通過航天科技集團(tuán)驗(yàn)收。
除此之外,中科富海、國富氫能、中海烏太等液氫布局企業(yè)在氫液化核心裝備中有所突破,進(jìn)一步助力液氫在加氫站等民用領(lǐng)域的應(yīng)用。
不過以液氫能源屬性出發(fā),液氫在加氫站的理想化應(yīng)用為“液儲液加”,但由于目前液氫的路權(quán)并未實(shí)際獲得,雖已有部分企業(yè)如未勢能源、奧楊科技等已成功推出車載液氫儲氫系統(tǒng),卻無法上路,也難以獲得足量的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。
因此,勢銀能鏈認(rèn)為,在當(dāng)下氫能在交通領(lǐng)域發(fā)展的趨勢下,先形成小規(guī)模“液儲氣加”型加氫站示范,優(yōu)化完善站內(nèi)液氫儲氫模式,再推進(jìn)“液儲液加”型加氫站建設(shè)運(yùn)營,不失為一個循序漸進(jìn)的辦法。
固態(tài)儲氫、有機(jī)液態(tài)儲氫
與高壓氣態(tài)和液氫不同,固態(tài)儲氫是利用固體材料對氫氣的物理吸附、化學(xué)反應(yīng)等作用將氫氣存儲在固體模塊中,可以獲得較高的體積儲氫密度和質(zhì)量儲氫密度,在一定程度上可減少占地面積。
而有機(jī)液態(tài)儲氫技術(shù)是以某些含有不飽和化學(xué)鍵的液體有機(jī)物(如烯烴、炔烴或芳香烴等)作為儲氫載體,通過加氫反應(yīng)放熱實(shí)現(xiàn)氫的儲存,通過脫氫反應(yīng)吸熱實(shí)現(xiàn)氫的釋放。
因此在一定程度上兩者具有相通性,即應(yīng)用于加氫站時,兩種儲氫方式工況為常溫常壓或常溫低壓,安全性相對較好。
今年以來,固態(tài)儲氫技術(shù)與有機(jī)液態(tài)儲氫技術(shù)均實(shí)現(xiàn)了較大的突破,且在加氫站領(lǐng)域已有部分項目落地——
1月,由武漢氫陽能源有限公司與中國化學(xué)建投公司、貴州氫能效率能源科技有限公司等企業(yè)聯(lián)合打造的全球首套“常溫常壓有機(jī)液態(tài)儲氫加注一體化及氫能綜合利用項目”于上海金山碳谷綠灣成功開車,并于7月6日第三次開車成功,實(shí)現(xiàn)全流程貫通;
3月,廣州南沙小虎島電氫智慧能源站建設(shè)完成,該站是國內(nèi)首個應(yīng)用固態(tài)儲供氫技術(shù)的電網(wǎng)側(cè)儲能型加氫站,實(shí)現(xiàn)了從電解水制氫,到固態(tài)氫儲存,再到加氫、燃料電池發(fā)電和余電并網(wǎng),氫和電的融合;
6月25日,瀚銳氫能集團(tuán)“液態(tài)有機(jī)儲氫加氫站供氫示范項目”開工儀式在佛山市南海區(qū)丹灶舉行,該項目是國內(nèi)首個通過液態(tài)有機(jī)儲氫技術(shù)為加氫站供氫。
但值得注意的是,從目前加氫站建設(shè)情況來看,由于固態(tài)儲氫與有機(jī)液態(tài)儲氫均需經(jīng)過吸氫-儲氫-放氫環(huán)節(jié),在放氫后仍需經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮至站內(nèi)高壓儲罐中,無法實(shí)現(xiàn)對氫車的直接加注,因此整體作用僅類似于“充電寶”;且兩種儲氫技術(shù)放氫時基本需要吸熱,站內(nèi)需要額外配置換熱、冷卻設(shè)備,這在一定程度上也將提升整體成本。
勢銀能鏈認(rèn)為,固態(tài)儲氫與有機(jī)液態(tài)儲氫作為純粹的儲氫技術(shù),在加氫站領(lǐng)域應(yīng)用時,應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求靈活選擇,如在制氫加氫一體站中作為儲能手段,或應(yīng)用于低壓儲氫叉車、兩輪車等低壓加注,而非一味的作為擴(kuò)充站內(nèi)儲氫容量的手段。