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實現(xiàn)從危險化學(xué)品到高效能源的轉(zhuǎn)身，氫能相關(guān)技術(shù)備受關(guān)注——

 

伴隨氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的興起，液氫的民用化和商用化進程備受關(guān)注。目前，在歐、美、日等地區(qū)和國家，液氫技術(shù)的民用化和商業(yè)化已相對成熟，液氫儲運等環(huán)節(jié)已進入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，而我國液氫技術(shù)仍處于起步階段，核心設(shè)備依賴進口。業(yè)內(nèi)呼吁，應(yīng)運用系統(tǒng)工程的思維，推進我國液氫技術(shù)的民用化和商用化。

 

隨著氫能與燃料電池汽車的規(guī)?；l(fā)展，比高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)傳輸效率更高的液氫技術(shù)逐漸受到關(guān)注。業(yè)內(nèi)人士指出，目前在歐、美、日等地區(qū)和國家，液氫技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相對成熟，液氫儲運等環(huán)節(jié)已進入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，而我國液氫技術(shù)仍處于起步階段，氫液化系統(tǒng)核心設(shè)備仍然依賴進口。

據(jù)了解，目前，國內(nèi)液氫主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域，且產(chǎn)能較低，在民用領(lǐng)域應(yīng)用較少。多位業(yè)內(nèi)人士向記者坦言，向民用、商用轉(zhuǎn)化是未來液氫的重要發(fā)展方向，而液氫的民用化和商用化進程受到設(shè)備技術(shù)、液氫自身性質(zhì)、國家政策以及行業(yè)整體發(fā)展等多種因素的影響。

 

 

 

“目前國內(nèi)氫液化系統(tǒng)核心設(shè)備仍然依賴進口，設(shè)備建造周期不確定，購買和維修維護費用高。”北京航天試驗技術(shù)研究所高級工程師楊申音表示。

 

完全自主產(chǎn)權(quán)的氫液化裝置研發(fā)現(xiàn)狀如何？北京中科富海低溫科技有限公司總經(jīng)理高金林博士告訴記者，事實上我國從上世紀(jì)60年代起就開始了氫液化相關(guān)的技術(shù)和裝備的研究，并于上世紀(jì)70年代先后建成了吉林吉化和陜西興平兩個氫液化裝置。上述兩套氫液化裝置均為我國自主研發(fā)的全套設(shè)備，只是其采用的是較為原始的Linde-Hampson循環(huán)，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是效率低，目前已基本被淘汰。

 

“因此，準(zhǔn)確地說，我國并非沒有完全自主產(chǎn)權(quán)的氫液化裝置，而是沒有更先進、更高效、采用逆布雷頓循環(huán)的氫液化裝置研制先例。”高金林直言。

 

記者進一步了解到，目前我國大型氫液化裝置設(shè)備的國產(chǎn)化工作在中科院理化所、北京航天實驗技術(shù)研究所和中科富海等研究機構(gòu)和企業(yè)的努力下，已基本掌握了氦制冷機循環(huán)預(yù)冷型大型氫液化器設(shè)計制造的關(guān)鍵技術(shù)。不過，在更大型的氫循環(huán)液化系統(tǒng)方面，我國還缺乏深入的研究。

 

“目前，中科院理化所、國瑞氫能、中科富海等單位正在進行這方面的研究，相信將來會有所突破。”高金林稱。

 

 

液氫推廣過程中，質(zhì)疑與唱衰不可避免地隨之而來。有觀點認(rèn)為，液氫作為汽車燃料的前景并不明朗，因為液氫有密度低、粘度低、易泄漏、易揮發(fā)等劣勢。

 

資料顯示，液氫密度為每平米70kg，相較之下，汽油的密度達到了每平米780 kg，是液氫的11倍。這意味著，等體積的熱值下，液氫比汽油耗費得更快。例如，同樣是加滿50升的油箱，以汽油為燃料的小汽車能行駛700公里，換成液氫之后只能行駛200多公里。

 

對此，高金林表示，雖然液氫密度遠(yuǎn)不及汽油，卻是已知儲氫方法中儲存密度最高的一種。同時，液氫的粘度與泄漏率沒有直接的關(guān)系，氣體是否易泄漏與氣體分子大小直接相關(guān)。

 

要解決液氫在適用性上存在的劣勢，需要提升相應(yīng)的技術(shù)手段。“液氫溫度極低，在-253℃左右，的確比較容易揮發(fā)，但可以通過增強液氫容器保溫性能，提高壓力等方法減少液氫蒸發(fā)率。”高金林稱。

同時，液氫是否適合用作車載儲氫途徑，最主要不是技術(shù)的問題，而是要從經(jīng)濟性和安全性綜合考量。

 

高金林進一步指出，目前的實際情況是，在乘用車、公交車、城市物流車等應(yīng)用方面，高壓儲氫已經(jīng)基本可以滿足需求，液氫與之相比沒有明顯的優(yōu)勢和必要性。“但在35噸以上重卡等大功率氫燃料電池應(yīng)用方面，液氫的優(yōu)勢非常明顯，這也是我國相關(guān)科技攻關(guān)團隊近期研究的重點。”

 

除了經(jīng)濟性，能源安全也是發(fā)展液氫的重要原因。“富煤、貧油、少氣”是我國的能源稟賦，國際關(guān)系局勢變化可能導(dǎo)致石油稀缺。“未來，液氫若能成為一種能源，雖然不如汽油方便，但規(guī)?；瘧?yīng)用于汽車和飛機上，能在緊要關(guān)頭解決能源危機。”楊申音稱。

 

 

國家先行還是企業(yè)先行？這是每一個產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中都需要面對的選擇。

 

楊申音認(rèn)為，液氫發(fā)展需要企業(yè)率先進行項目示范，“企業(yè)申報項目提出需求，國家才能推動相關(guān)政策的制定。”與此同時，楊申音強調(diào)，行業(yè)的整體提升與優(yōu)化必不可少。

對此，高金林表示贊同。他表示，液氫的推廣與氫能市場的發(fā)展息息相關(guān)，不僅僅是國家先行還是企業(yè)先行的問題，而是涉及到整個行業(yè)的發(fā)展。“如果氫能產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，氫的供應(yīng)就會迅速成為一個非常緊迫的問題，國家和企業(yè)自然會積極推動液氫行業(yè)的發(fā)展。反之，如果氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遲緩，氫的需求量維持在較低水平，那么在現(xiàn)有氫供應(yīng)體系可以滿足市場需求的情況下，自然不會急于發(fā)展氫液化產(chǎn)業(yè)。”

 

除了行業(yè)的整體優(yōu)化，楊申音認(rèn)為，充分利用系統(tǒng)工程的思維是液氫民用化、商業(yè)化應(yīng)用的核心。“核心技術(shù)的積累并非一蹴而就，需要從基礎(chǔ)研究、材料、工藝等環(huán)節(jié)推動系統(tǒng)性工程的進步，以及整個系統(tǒng)的集成優(yōu)化。而提升與優(yōu)化技術(shù)的推動力正是民用市場的大規(guī)模需求。”

高金林也進一步表示，在市場方面，液氫民用化、商業(yè)化歸根結(jié)底還是要擴大需求。在政策法規(guī)方面，國家和主管部門需要早日推出液氫生產(chǎn)儲運等環(huán)節(jié)的政策和法規(guī)，使得液氫的生產(chǎn)儲運及經(jīng)營有法可依。

 

“液氫具有危險化學(xué)品的屬性，生產(chǎn)運營過程中的安全是第一要素，相關(guān)從業(yè)者要時時銘記于心，這也是這個產(chǎn)業(yè)能否健康發(fā)展的重中之重。”高金林稱。