液氢装备国产化“提速”

液态储氢迎来发展转机，液态储氢装备在国内市场蓄势待发。

去年至今，液氢凭借成本低、运量大等自身优势，在国内呈良好发展势头，比如全国首座液氢站落地，国家发布三项液氢国标，一批氢液化项目落地等。与此同时，液氢装备国产化也在提速。

典型事例包括：4月，中广核集团年产18套氦循环氢液化设备1TPD、5TPD液氢机项目落地河南巩义；3月，国富氢能在3月举行首台民用大型液氢储存容器开工仪式，该项目产品预计在今年8月出厂；2月，中科富海全面开工建设1.5T/D液氢工厂项目，在这之前其1.5 T/D氢液化设备刚成功出口加拿大。液氢装备国产化正迎来发展“拐点”。

液氢装备国产化迎来发展“拐点”

氢能发展已经上升为国家战略，氢能是唯一同时用于交通、储能、发电、分布式冷热电联供和工业生产制造等领域的绿色能源，将为实现我国碳中和大战略起到重要作用。在氢能应用中，由于液氢储运运量更大、纯度高、充装更快、占地更小，成为面对未来更大加氢需求下的更优选择。

（来源：微信公众号“高工氢电” ID：weixin-gg-fcev ）

液氢的生产和储运，涉及到很多核心部件和关键技术，氢的液化设备主要有氦透平膨胀机、低漏率换热器、氦螺杆压缩机、低温阀门、正仲氢转化器等核心部件；而液氢的储运包括液氢泵、液氢储罐、液氢槽车等设备。

长时间以来，由于我国氢液化发展较晚，工程实例较少，加上氢液化本身技术门槛比较高，国内液氢关键技术装备处于“卡脖子”状态。下图是以氢液化为例、国内历年主要氢液化生产项目的装备来源情况，依赖进口程度可见一斑。

但可喜的是，从上图亦可看到，自去年以来，这种局面已经在逐步发生改变，液氢装备开始出现国产化替代趋势。

在氢液化设备国产化方面，中科富海做了大量工作。该公司成立于2016年，是以中科院理化所两代院士、四代人历经六十年形成的大型低温工程技术成果为核心而成立的公司。基于自身在低温领域的核心技术优势，同时为打破国外垄断、提高我国液氢生产能力，中科富海联合中科院理化所自2019年至今先后投入300kg/D、1.5T/D、5T/D、10T/D成套氢气液化装置的开发，致力突破高速氢透平膨胀机、正仲氢转化技术、超低漏率板翅式换热器、系统集成智能调控等自主知识产权核心关键技术，逐步实现成套装备国产化。

目前，其1.5 T/D氢液化设备在今年1月已成功出口加拿大；位于安徽的1.5T/D液氢工厂项目已于今年2月全面开工建设，预计今年6-7月调试投产。

国富氢能在今年3月举行了首台民用大型液氢储存容器开工仪式。该液氢储存容器设计尺寸为200立方米以上，储氢量超过14吨，预计在今年8月左右可以出厂。该液氢储存容器出厂后，将会应用于齐鲁氢能一体化及储氢装备制造项目中。

据悉，液氢储存容器产线采用混线生产，包含加氢站用液氢储罐和大型氢液化工厂用液氢储罐，总体产能为50套/年；待未来三期装备基地建设完工后，预计产能可达到每年100套以上。

此外，中国航天科技集团六院101所（下称“航天六院101所”）是国内最早进行航天氢能利用技术研究的机构，其依托于自身在发展液氢等领域具有一定优势，现已逐步形成了以氢液化装置、液氢工厂、液氢加氢站、车载液氢供氢系统、氢能装备检测等为主的具体业务。

去年9月，其研制的我国首套自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系统调试成功，该套系统包括透平膨胀机、控制系统、压缩机、正仲氢转化器等核心设备在内的90%以上的设备完全国产。

其他企业，去年12月，奥扬科技首次公开亮相了其独立研发、设计、制造的500L液氢供氢系统。同年6月，北京航天试验技术研究所成功完成国内首例车载液氢瓶火烧试验。在这一年，鸿达兴业也宣布募资55亿用于液氢等项目。富瑞特装也已宣布募资布局车用液氢供气系统及配套氢阀研发项目。

在国家大力发展氢能的风口下，液氢产业乘势而上，液氢装备在多家企业的推动下迎来了国产化替代的发展拐点。

液氢经济性显著，相关装备前景广阔

这些企业入局液氢装备领域主要源于两方面：一方面源于液氢储运可有效降低氢能“制-储-运-用”产业链综合用氢成本，在降本趋势下前景非常广阔。

比如在储运环节，液氢的百公里运输费用只有20MPa长管拖车的10%-15%，经济运输距离可达1000km以上；在加注环节，一般来说，气氢给35MPa车辆加注的综合能耗在3-4 kWh/kg，给70MPa车辆加注的综合能耗在6-8 kWh/kg，而液氢即使给70MPa高压车辆加注的综合能耗也不超过2 kWh/kg，能耗优势明显；在加氢站方面，同样加氢规模的加氢站，采用液氢技术可减少设备台套数，并减少占地面积，建设成本可比高压气态加氢站减少15-20%。

另一方面，与整个液氢产业链正在释放巨大的市场需求相关。

氢液化端，近一两年，国内液氢生产项目明显增多，以下仅是最近几个月国内开工的液氢生产基地项目。在国家推进液氢发展的背景下，此类项目还将持续增多，这对液氢装备市场而言将是一个庞大的增量市场。

加注端，去年我国在浙江平湖已建成首个液氢加氢站；同样在这一年，佛燃能源、国富氢能等四大企业联袂推进“液氢储氢加氢站项目”，根据协议，四方将发挥各自优势，推动建设不少于三座液氢储氢型加注站。基于液氢加氢站的显著优势，目前全球400多座加氢站中有1/3以上为液氢加氢站。未来，随着国内液氢加氢站数量逐步增多，相关装备在这方面的市场空间也是巨大的。

下游应用端，去年9月，清华联手北汽福田推出全球首辆35吨级、49吨级分布式驱动液氢燃料电池重型商用车，并顺利通过综合测试。这意味液氢重卡市场应用机会已出现。

再结合国家科技部已经连续三年发布液氢相关的重点研发计划项目；日前发改委发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》也明确提出要推动低温液氢储运产业化应用等驱动因素，液氢装备在不久的将来迎来广阔的市场空间是必然。

“氢能产业是实现双碳目标的有效方式。目前，氢能在交通领域的应用最为广泛，我国汽车保有量庞大，一旦将其中1%替换成氢燃料，就能形成巨大的氢能市场规模，而如果氢的供应端有5%-10%使用液氢，其形成的液氢需求及规模不容小觑。”一位业内人士如是表示。

“我们做过预计，在2025年整个液氢的占比只有5%，但到了2060年它的占比有可能达到40%，也就是说随着氢的需求逐渐增大，液氢的技术路线会起到重要的作用。”另一位致力于液氢装备研发的业内人士判断。

挑战还存在，液氢发展尚处示范阶段

液氢是未来氢能规模应用的重要解决方案，液氢装备市场前景可期，不过就目前而言这一领域的发展还存在一定的限制因素。

一方面，尽管国内液氢项目落地速度加快，多家企业涉足液氢装备市场并取得一定突破，但我国装备的性能、成本控制等方面和国外仍有一定差距，同时在一些核心零部件、阀门、控制元器件、液氢泵等方面还未拥有核心技术。国内液氢装备企业仍需进一步加大研发力度，加速相关设备、零部件的国产化进程。

另一方面，在标准方面，去年国家标准委发布了三项液氢国家标准：GB/T40045-2021《氢能汽车用燃料液氢》、GB/T40060-2021《液氢贮存和运输技术要求》、GB/T40061-2021《液氢生产系统技术规范》，使液氢产业发展有据可依。但在更具体的层面，还存在标准缺失的问题。

比如在液氢储运方面，基于应用案例，可以看到，未来往更大规模的液氢存储，采用球罐的方式是一个必然发展趋势。但是现有的团体标准在针对球罐以及液氢罐车的标准方面，还是缺失的。

此外，由于此前缺乏氢液化在民用领域的相关经验，目前相关的项目落地、审批、安全评估等各地的管理办法不尽相同，全国也还没有明确统一的标准，这在一定程度上也影响了液氢发展的进程。在这些核心技术、标准等问题尚未解决前，液氢产业目前仍处于技术经验积累和示范阶段。