液氫是氫能產(chǎn)業(yè)中重要的發(fā)展路線，近三年來(lái)，隨著液氫的發(fā)展，全球在液氫方面都開(kāi)始做重點(diǎn)布局。但國(guó)內(nèi)液氫發(fā)展被卡脖子技術(shù)限制，氫液化設(shè)備成本、運(yùn)行成本以及到儲(chǔ)運(yùn)和加注的成本居高不下。

在2024第四屆世紀(jì)氫能與燃料電池大會(huì)論壇上，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員謝秀娟博士作了關(guān)于《液氫工廠規(guī)?；l(fā)展戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用》主題演講。
謝秀娟博士從三個(gè)方面分享了液氫發(fā)展情況。

一、液氫工廠在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
謝秀娟博士表示，對(duì)于液氫技術(shù)鏈條，如何獲得廉價(jià)的液氫是核心。當(dāng)前世界上液氫主要產(chǎn)能集中在北美，接近480噸/天，歐洲總產(chǎn)能33噸/天，日本產(chǎn)能60噸/天。在近幾年氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，國(guó)內(nèi)液氫也開(kāi)始突飛猛進(jìn)地發(fā)展，逐步從0達(dá)到15噸/天的民用規(guī)模。
氫液化氣是液氫技術(shù)鏈條中的關(guān)鍵裝備，美國(guó)是最大的氫液化器生產(chǎn)和應(yīng)用的國(guó)家，當(dāng)前主流的氫液化器規(guī)模為10-30噸。國(guó)內(nèi)氫液化裝備早期應(yīng)用與航空航天領(lǐng)域，其中只有一套是國(guó)產(chǎn)，剩下3套是法液空的產(chǎn)品。但2021年至今落地了5套氫液化裝備，國(guó)產(chǎn)氫液化器已經(jīng)突破了1.5-5噸/天，單套大于5噸/天以上的裝備正在研制突破中，在國(guó)內(nèi)氫能驅(qū)動(dòng)下，液氫氫液化器正處于示范井噴的階段。
謝秀娟博士介紹，中科院理化所在1956年首次實(shí)現(xiàn)氫液化，1959年實(shí)現(xiàn)氦液化，依次突破包括膨脹劑、板翅式換熱器等系列的關(guān)鍵技術(shù)。取得了一系列里程碑事件。
第一個(gè)里程碑事件，2022年1月1.5噸/天全國(guó)產(chǎn)化液氫化系統(tǒng)出口加拿大，這是首次擁有自有技術(shù)的成熟產(chǎn)品銷(xiāo)向海外。
第二個(gè)里程碑事件，2022年12月首套民用并且獲得生產(chǎn)許可的1.5噸氫液化氣的成功生產(chǎn)，液氫可以作為商品在市場(chǎng)進(jìn)行銷(xiāo)售的買(mǎi)賣(mài)。

2024年3月8日，實(shí)現(xiàn)了氦制冷循環(huán)的5噸/天的氫液化氣全線的打通，液化率達(dá)到了5.17噸每天，電耗總的能效比達(dá)到的是12.98，整個(gè)氫液化成本大幅度降低。

二、國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)支持
謝秀娟博士表示，依托國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)支持，目前正在進(jìn)行液氫制取、儲(chǔ)運(yùn)與加注關(guān)鍵裝備技術(shù)鏈條的突破。去年，國(guó)內(nèi)首臺(tái)民用的液氫罐車(chē)成功下線，1噸液氫存儲(chǔ)型加氫站，預(yù)計(jì)在6月竣工開(kāi)始進(jìn)入整體的調(diào)試階段。
謝博士將氫液化流程與國(guó)際進(jìn)行了同類對(duì)比，目前生產(chǎn)5噸液氫能耗大概在12度電左右，國(guó)際上的整體預(yù)期為在50噸、100噸到150噸時(shí)，消耗能量為6度電，而我們的理論預(yù)期能夠達(dá)到4度電，并隨著技術(shù)的不斷成熟、規(guī)模的不斷擴(kuò)大，整體能耗一劑理論極限能耗都具有非常好低成本優(yōu)勢(shì)。
目前我國(guó)國(guó)內(nèi)液氫的總產(chǎn)能不到北美的3%，發(fā)展空間巨大，從2021年-2025年“十四五”期間在國(guó)內(nèi)重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下液氫工廠正處于一個(gè)示范井噴的發(fā)展期。謝博士指出，只有真正把核心技術(shù)掌握在自己手里，才能夠打破國(guó)際的技術(shù)壟斷。

三、液氫產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用
謝博士介紹，2016-2020之間是技術(shù)的發(fā)展和自主可控的儲(chǔ)備期，在2020-2023年這三年逐漸實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)的示范發(fā)展，到2025年整個(gè)鏈條示范成功以后技術(shù)開(kāi)始不斷地壯大，預(yù)期到2030年在5噸級(jí)的工業(yè)級(jí)的液氫發(fā)展將逐漸走向成熟期。
目前國(guó)內(nèi)液氫在交通領(lǐng)域和航天領(lǐng)域應(yīng)用較多。交通領(lǐng)域，液氫重卡，液氫商用車(chē)是發(fā)展的主要方向，特別是在高速的固定的路線或者是在一個(gè)固定的場(chǎng)景往返的礦山車(chē)，液氫叉車(chē)在美國(guó)應(yīng)用比較廣泛。在航天航空領(lǐng)域，除了航天應(yīng)用，在航空領(lǐng)域也采用液氫儲(chǔ)存方式的商用飛機(jī)已經(jīng)開(kāi)始開(kāi)發(fā)。
在國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的布局下，我國(guó)液氫已慢慢實(shí)現(xiàn)了1.5噸、5噸到未來(lái)10噸的系列化發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025年，工業(yè)級(jí)液氫工廠將真正實(shí)現(xiàn)民用示范。謝博士重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，在整個(gè)液氫工廠中，需要一個(gè)日趨成熟的成套設(shè)備，技術(shù)成熟意味著可靠性更好，整個(gè)成本更加地能夠降低，同時(shí)還需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化EPC的總承包工程和各市級(jí)的審批標(biāo)準(zhǔn)，審批的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣隨著整個(gè)氫能規(guī)?；陌l(fā)展，日后氫液化能耗可以降低到目前的50%以上，成本的進(jìn)步是非常可觀的。目前液氫鏈條中，最重要的是解決液氫罐車(chē)上路的問(wèn)題，打通這一環(huán)節(jié)才能使整個(gè)鏈條真正有效銜接。
最后，謝博士表示，在未來(lái)應(yīng)用端，液氫的超高純度能夠滿足交通、半導(dǎo)體電子的發(fā)展，隨著未來(lái)可再生能源比例的逐步放大，它的成本將逐漸降低液氫儲(chǔ)能能夠有效地解決未來(lái)氫能長(zhǎng)周期的時(shí)空轉(zhuǎn)移的應(yīng)用場(chǎng)景。