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在运费方面,液氢具有明显优势。目前高压氢气运费接近2.8元/公斤/100公里,液氢运费有望达到0.4元/公斤/100公里。
此外,就常被质疑的氢液化能耗高的问题,宁永强表示,所谓氢液化能耗占液氢能量1/3的说法并不准确。根据所采用的技术路线及生产规模不同,氢液化所需能耗也会发生变化。例如氦循环制冷氢液化技术能耗约为15-20kW.h/kg,而规模更大的氢循环制冷氢液化技术能耗可以降低到6-10 kW.h/kg。而且能耗和成本是两个概念,仅关注某个技术的某个点过于片面。宁永强介绍称,高压氢气在氢气工厂充装和加氢站增压的过程也需要大量耗能,从生产运输加注的全周期来看,液氢的能耗要低于高压氢气。
U Cardella, Economically viable large-scale hydrogen liquefaction
液氢还有一个优势是可以大幅提升氢气的纯度。我国是全球第一产氢和用氢国,拥有大量廉价工业副产氢资源。但氢燃料电池对氢气中某些微量杂质非常敏感,提纯去杂质难度大、成本高。导致这些廉价氢源无法直接用于氢能产业。在液氢温度下,氢气中绝大多数有害杂质将被固化去除,从而得到纯度达99.9999%以上的超纯氢气,完全可以满足氢燃料电池使用标准。
宁永强介绍,就不同氢储运方式而言,在不同的用氢规模下具有不同的经济性。当用氢规模在500公斤/天以下时,在站制氢和高压储运具有一定经济性,但用氢量达到500公斤/天以上时,上述储运方式的投资和运营成本将大幅增加,经济性降低,液氢储运的经济性优势开始显现。
Qin N, Brooker P, Srinivasan S. Hydrogen Fueling Stations Infrastructure[J]. Fuel Cell Vehicles, 2014.
2020年5月9日财政部发出的《关于征求<开展燃料电池汽车示范推广的通知>(征求意见稿)意见的函》中明确表明,固定式加氢站加氢能力在500公斤/天以下时将不给予补贴支持,大于1吨/天将获得全额补贴。
对此朱诚表示:“氢能产业的发展未来从规模和体量方面都会有一个巨大的提升,液氢是实现氢能产业规模化发展的重要解决方案。根据政策指向和发展趋势,我们目前正处于高压气氢到液氢的临界点。”
困局待解
液氢是未来氢能源大规模应用的重要解决方案,能够让氢能源的利用既便宜又便捷,但是液氢的应用目前还存在标准和法规缺失等体制限制。
美国、欧洲、日本从液氢的储存到使用,包括加氢站全部都有了比较规范的标准和法规,液氢发展产业链比较完备,因此国外将近有1/3的加氢站为液氢加氢站。反观国内,碍于缺少相关的技术标准和政策规范,目前仍少有企业涉足液氢领域。
对此宁永强表示:“液氢在民用领域应用空白的最大原因除了技术本身的限制外,主要是需求不足。”
化工、冶金、电子等领域的用氢的供需目前是基本平衡的,液氢的新增需求主要寄希望于氢能源产业的规模化发展。需求上来后会反过来推动液氢产业的发展,包括技术、标准、法规、政策等。
因此,虽然标准和法规还没有正式落地,但目前布局液氢的企业逐步增多,都在做技术储备和示范项目,争取能抢占先机。
随着氢能产业的快速发展以及国内对于液氢的呼吁,我国已开始着手解决民用液氢的政策缺失问题。
2019年6月26日,全国氢能标准化技术委员会发布关于对《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》和《液氢贮存和运输安全技术要求》三项国家标准征求意见的函。
这三项意见稿的发布将填补国内民用领域液氢标准的空白,标准是制定法规的基础,标准落实后,法规的出台只是时间问题。
最后,朱诚再次强调:“政策固然重要,但是技术仍然是关键,氢能源作为一种能源未来要实现大规模应用首先一定要便宜,要做到便宜,相关环节上的设备就一定要实现完全的自主化、国产化。”
通过氢液化储运的方式,未来的终端加氢价格有望控制在30元/公斤以内,彼时,液氢在市场上将具备极强的竞争力。
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