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固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括氫冶金、加氫站、季節(jié)性?xún)?chǔ)能、交通運(yùn)輸、氫化工等領(lǐng)域。
從目前的技術(shù)來(lái)看，由于氫冶金等應(yīng)用場(chǎng)景的用氫量十分巨大，且對(duì)氫氣價(jià)格十分敏感，要求終端供氫價(jià)格低于21元/kg H2，因此，未來(lái)預(yù)計(jì)以管道輸氫為主要供氫方式，同時(shí)采用鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)輔助，用于氫氣的規(guī)模儲(chǔ)存，保證氫氣供應(yīng)的連續(xù)性。
對(duì)于可再生能源的調(diào)峰儲(chǔ)能領(lǐng)域，由于需要跨季節(jié)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存氫氣，對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的固定投入成本較為敏感，鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)由于其儲(chǔ)氫合金的成本低至~0.1元/Wh（按照6wt.%儲(chǔ)氫量，循環(huán)壽命1000次來(lái)計(jì)算），將會(huì)在該領(lǐng)域占有一席之地。
在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其是重卡、大型巴士、船舶等中重型運(yùn)輸工具，V基固溶體、Ti基儲(chǔ)氫合金等高體積儲(chǔ)氫密度的固態(tài)儲(chǔ)氫材料將是重要的發(fā)展方向。
在加氫站方面，由于現(xiàn)有高壓儲(chǔ)氫方式的安全性風(fēng)險(xiǎn)，以及現(xiàn)有20MPa長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)氫成本過(guò)高，國(guó)內(nèi)加氫站及氫燃料電池車(chē)難以快速發(fā)展，若采用固態(tài)儲(chǔ)氫材料（如V基固溶體、Ti基儲(chǔ)氫合金、鎂基儲(chǔ)氫合金）作為加氫站的氫氣儲(chǔ)存方式，可在4MPa以下相對(duì)安全的儲(chǔ)存氫氣，結(jié)合鎂基儲(chǔ)氫合金的高效高安全氫運(yùn)輸和固態(tài)儲(chǔ)氫燃料電池車(chē)，可實(shí)現(xiàn)“制-儲(chǔ)-運(yùn)-加-燃料電池”全流程的低氫氣壓力，可大幅提升氫能產(chǎn)業(yè)的安全性，不失為一種潛在的氫能發(fā)展路徑。
以氫氣運(yùn)輸為例，對(duì)比了高壓氣瓶、管道氫、液氫、富氫液態(tài)化合物、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫等技術(shù)，綜合目前工業(yè)應(yīng)用的實(shí)際情況，氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的關(guān)鍵指標(biāo)比較如表X所示。
氫氣的儲(chǔ)運(yùn)成本主要由固定成本、運(yùn)行成本組成，固定成本包括儲(chǔ)氫裝備、運(yùn)輸裝備和放氫裝備的投資，運(yùn)行成本主要包括充氫電耗、運(yùn)輸里程費(fèi)和放氫電耗。
根據(jù)各種儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)的特點(diǎn)，高壓氣瓶和管道兩種方式的電耗較小，而液氫、富氫化合物和固態(tài)儲(chǔ)氫運(yùn)行時(shí)的電耗較高。
這導(dǎo)致在短距離小規(guī)模輸運(yùn)時(shí)，高壓氣瓶是較為經(jīng)濟(jì)的方式；在中長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)，液氫、富氫化合物和固態(tài)儲(chǔ)氫則更具有競(jìng)爭(zhēng)；在超大規(guī)模超遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時(shí)，管道輸氫是目前的最佳選擇。
但是這些儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)也存在明顯特點(diǎn)：高壓氣瓶存在單車(chē)儲(chǔ)氫量低、高壓安全風(fēng)險(xiǎn)高的問(wèn)題；管道氫的固定投入成本極高，需要國(guó)家統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)氫氣管網(wǎng)；液氫的液化能耗過(guò)高，且易液氫易蒸發(fā)，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存氫氣；富氫化合物充放氫能耗高，需要貴金屬催化劑，化合物本身多為有/微毒物質(zhì)，存在環(huán)境污染，釋放氫氣不純需要提純等等問(wèn)題；固態(tài)儲(chǔ)氫安全性高、可長(zhǎng)時(shí)間存放，但是放氫能耗較高。
因此，仍需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，針對(duì)性的選擇合適的儲(chǔ)運(yùn)氫方式。
根據(jù)現(xiàn)有資料，規(guī)模在2000Nm3/h的供應(yīng)能力的條件下，氫氣運(yùn)輸?shù)某杀九c運(yùn)輸距離的關(guān)系如圖X所示（部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源：黃宣旭，練繼建，沈威，馬超.中國(guó)規(guī)?；瘹淠芄?yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)性分析[J].南方能源建設(shè)，2020,7（2）：1-13.）。
總體而言，固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室，逐步形成工業(yè)化能力，儲(chǔ)氫材料及其規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫系統(tǒng)及其應(yīng)用均已實(shí)現(xiàn)部分產(chǎn)業(yè)化，有待進(jìn)一步示范推廣。
未來(lái)，固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)將在氫治金、加氫站、季節(jié)性?xún)?chǔ)能、交通運(yùn)輸、氫化工等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，預(yù)計(jì)2025年前固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的示范應(yīng)用。
2035年前，固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)將完全成熟，開(kāi)發(fā)出適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景需要的一系列產(chǎn)品，促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的完善與可持續(xù)發(fā)展。
