寫稿
投稿
在氫能產(chǎn)業(yè)里，氫能的高密度儲(chǔ)運(yùn)是氫能發(fā)展的重要突破口，同時(shí)也是我國(guó)氫能布局的瓶頸。
在氫能源發(fā)展方面，我國(guó)面臨的最主要的挑戰(zhàn)是氫能的儲(chǔ)運(yùn)。氫能儲(chǔ)運(yùn)包括氫氣的儲(chǔ)存以及氫能源的運(yùn)輸。
氫能儲(chǔ)存
對(duì)儲(chǔ)氫技術(shù)要求是安全、大容量、低成本以及取用方便。目前，儲(chǔ)氫方法主要分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固體材料儲(chǔ)氫及有機(jī)液體儲(chǔ)氫4種。
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫
高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)是目前我國(guó)最常用的儲(chǔ)氫技術(shù)。通過(guò)高壓將氫氣壓縮到一種耐高壓的容器中，氫氣的儲(chǔ)量與儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力成正比。通常采用氣罐作為容器，存儲(chǔ)能耗低、成本較低，還能通過(guò)減壓閥調(diào)控氫氣的釋放，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫已成為較為成熟的儲(chǔ)氫方案。
未來(lái)，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫還需向高壓化、輕量化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展，繼續(xù)探索新型儲(chǔ)氫罐材料以匹配更高壓力下的儲(chǔ)氫需求，提高儲(chǔ)氫方面的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
低溫/有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫
1）低溫液態(tài)儲(chǔ)氫是先將氫氣液化，然后儲(chǔ)存在低溫絕熱真空容器中。該方式的優(yōu)點(diǎn)是氫的體積能量很高，由于液氫密度為70.78，是標(biāo)況下氫氣密度的近850倍，就算將氫氣壓縮，氫氣態(tài)單位體積的儲(chǔ)存量也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及液態(tài)儲(chǔ)存。
2）有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫是通過(guò)加氫反應(yīng)將氫氣與甲烷（TOL）等芳香族有機(jī)化合物固定，形成分子內(nèi)結(jié)合有氫的甲基環(huán)己烷（MCH）等飽和環(huán)狀化合物，從而可在常溫和常壓下，以液態(tài)形式進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并在使用地點(diǎn)在催化劑作用下通過(guò)脫氫反應(yīng)提取出所需的氫氣。
固體材料儲(chǔ)氫
根據(jù)固態(tài)材料儲(chǔ)氫機(jī)制的差異，主要可將儲(chǔ)氫材料分為物理吸附型儲(chǔ)氫材料和金屬氫化物儲(chǔ)氫合金兩類，其中，金屬氫化物儲(chǔ)氫是目前最有希望且發(fā)展較快的固態(tài)儲(chǔ)氫方式。
氫能運(yùn)輸
氫氣的運(yùn)輸通常根據(jù)儲(chǔ)氫狀態(tài)的不同和運(yùn)輸量的不同而不同，主要有氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送 3 種方式。
氣氫輸送
氣態(tài)輸運(yùn)分為長(zhǎng)管拖車和管道輸運(yùn)2種，長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸壓力一般為，我國(guó)長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)較為成熟，但在長(zhǎng)距離大容量輸送時(shí)，成本較高，整體落后于國(guó)際先進(jìn)水平。而管道運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸送的重要方式。
液氫輸送
液態(tài)輸運(yùn)適合遠(yuǎn)距離、大容量輸送，可以采用液氫罐車或者專用液氫駁船運(yùn)輸。采用液氫輸運(yùn)可以提高加氫站單站供應(yīng)能力，日本、美國(guó)已經(jīng)將液氫罐車作為加氫站運(yùn)氫的重要方式之一。
固氫輸送
通過(guò)金屬氫化物存儲(chǔ)的氫能可以采取更加豐富的運(yùn)輸手段，大型槽車、駁船等運(yùn)輸工具均可以用來(lái)運(yùn)輸固態(tài)氫。
300km以上的運(yùn)輸距離，運(yùn)輸成本排序?yàn)長(zhǎng)OHC<LH2(液氫槽車)<氫氣管道<管束車，50km以內(nèi)氫氣管道運(yùn)輸成本較低，因此適合小規(guī)模運(yùn)輸，例如化工廠區(qū)氫氣管道和孤島微電網(wǎng)內(nèi)氫氣運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)合。液態(tài)輸運(yùn)更適合長(zhǎng)距離、大規(guī)模輸氫，像跨省運(yùn)輸，將制氫中心的氫運(yùn)輸至消費(fèi)中心這類情況。
對(duì)于氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)過(guò)程中的安全性問(wèn)題，有學(xué)者提出過(guò)“液態(tài)陽(yáng)光”的概念，讓CO2和氫氣反應(yīng)生成甲醇，將有效解決氫存儲(chǔ)問(wèn)題。甲醇是非常好的液體氫載體，它的安全性和便捷性都是極佳的，將為邊遠(yuǎn)地區(qū)難以上網(wǎng)的可再生能源棄風(fēng)、棄光、棄水提供消納渠道，還將成為除特高壓輸電之外，另一種規(guī)?；斔湍茉吹耐緩健?/span>
“液態(tài)陽(yáng)光”的思路也拓展了碳捕獲封存技術(shù)，可以把捕獲再循環(huán)利用，形成完整的生態(tài)碳循環(huán)，有助于我國(guó)碳中和進(jìn)程的推進(jìn)。為助力綠色能源發(fā)展，解決棄風(fēng)棄光棄水問(wèn)題，2020年10月份，全球首個(gè)千噸級(jí)“液態(tài)陽(yáng)光加氫站”示范工程項(xiàng)目成功示范。液態(tài)加氫站的建成為我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展開(kāi)拓了一條新的道路。
