中國氫能儲運行業(yè)中固態(tài)儲氫發(fā)展?jié)摿^大國家重視度上升未來市場前景廣闊

中國氫能儲運行業(yè)中固態(tài)儲氫發(fā)展?jié)摿^大國家重視度上升未來市場前景廣闊\t"/market/202201/_blank"顯示，氫能產(chǎn)業(yè)鏈整體可以分為氫能制取、氫能儲運、氫能應(yīng)用三大環(huán)節(jié)，其中儲運環(huán)節(jié)是高效利用氫能的關(guān)鍵，是影響氫能向大規(guī)模方向發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。氫能儲運包括氫能儲存和氫能運輸兩部分，氫能的儲存方式?jīng)Q定了采用何種氫能運輸方式。提高氫能儲運效率，降低氫能儲運成本，是氫能儲運技術(shù)發(fā)展重點，并且氫能的儲運具有較大難度。氫能儲運的難度儲氫技術(shù)的關(guān)鍵在于提高氫氣能量密度。美國能源部（DOE）要求，2020年國內(nèi)車載氫能電池的氫氣質(zhì)量密度（即釋放出的氫氣質(zhì)量與總質(zhì)量之比）須達(dá)到4。5%，2025年達(dá)到5。5%，最終目標(biāo)是6。5%；國際能源署（IEA）規(guī)定的未來新型儲氫材料的儲氫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為5%。2011年美國能源部對車載儲氫系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)2025年最終目標(biāo)體積儲氫密度/（kg·m-3）4070質(zhì)量儲氫密度，%5.56.5最低/最高工作溫度/℃-40/85-40/85吸氫時間/min3.32.5使用壽命/次數(shù)15001500中國氫能儲存主要體現(xiàn)在加氫站的儲存、在運輸車的儲存和燃料電池車的儲存等場景，并且已經(jīng)形成加氫站及車載氫系統(tǒng)、氣液固儲氫等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。儲氫標(biāo)準(zhǔn)體系類型文件/標(biāo)準(zhǔn)號內(nèi)容加氫站及車載氫系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《加氫站安全技術(shù)規(guī)范》GB/T34584-2017規(guī)定氫能車輛加氫站的氫氣輸送、站內(nèi)制氫、氫氣存儲、壓縮、加注以及安全與消防等方面的安全技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于采用各種供氫方法的氫能車輛加氫站，也適用于加氫加油、加氫加氣、加氫充電合建站等兩站合建或多站合建的加氫站?！度剂想姵仉妱悠囓囕d氫系統(tǒng)技術(shù)條件》GB/T26990-20112020年7月21日，車載儲氫系統(tǒng)的兩項國標(biāo)修改后正式實施，將原范圍中的工作壓力不《燃料電池電動汽車車載氫系統(tǒng)試驗方法》GB/T29126-20122020年7月21日已開始實施。氣態(tài)存儲固定式儲氫容器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《固定式高壓儲氫用鋼帶錯繞式容器》GB/T26466-2011適用于同時滿足以下條件的固定式高壓儲氫用鋼帶錯繞式容器：1)設(shè)計壓力大于或等于10MPa且小于100MPa；2)設(shè)計溫度大于或等于-40℃且小于或等于80℃；內(nèi)直徑大于或等于300mm且小于或等于1500mm，設(shè)計壓力(MPa)與內(nèi)直徑(mm)的乘積不大于75000?！都託湔居脙溲b置安全技術(shù)要求》GB/T34583-2017規(guī)定加氫站用氣態(tài)氫儲存裝置的安全技術(shù)要求，加氫站中用于充裝高壓氫氣且安全在固定位置的裝置，包括儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。適用于設(shè)計壓力不大于100MPa，使用溫度不低于-40℃且不高于60℃，充裝高壓氫氣的加氫站用固定式儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶（Ⅲ型瓶）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》GB/T35544-2017規(guī)定車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶的型式和參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)定、標(biāo)志、包裝、運輸和儲存等要求。適用于設(shè)計制造公稱工作壓力不超過70MPa、公稱容積不大于450L、貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、工作溫度不低于-40℃且不高于85℃、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復(fù)充裝氣瓶。塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶（Ⅳ型瓶）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》T/CATSI02007-2020規(guī)定了車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶（以下簡稱氣瓶）的型式和參數(shù)、技術(shù)要求、運輸和儲存等要求。除對氣瓶性能提出要求外，該標(biāo)準(zhǔn)還對氣瓶建造過程提出了技術(shù)要求，如氣瓶塑料內(nèi)膽與氫氣相容性評定方法、氣瓶塑料內(nèi)膽焊接工藝評定和無損檢測方法、氣瓶氣密性氦泄漏檢測方法、氣瓶用密封件性能試驗方法等。適用于設(shè)計制造公稱工作壓力不超過70MPa、公稱容積不大于450L、貯存介質(zhì)為壓縮氫氣、工作溫度不低于-40℃且不高于85℃、固定在道路車輛上用作燃料箱的可重復(fù)充裝氣瓶。液態(tài)存儲液氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《氫能汽車用燃料液氫》GB/T40045-2021國家市場監(jiān)管總局（國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會）批準(zhǔn)發(fā)布了《氫能汽車用燃料液氫》《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《液氫貯存和運輸技術(shù)要求》三項國家標(biāo)準(zhǔn)，于2021年11月1日起實施?！兑簹渖a(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》GB/T40061-2021《液氫貯存和運輸安全技術(shù)要求》GB∕T40060-2021固態(tài)存儲固態(tài)儲氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《可運輸儲氫裝置—金屬氫化物可逆吸附氫》ISO16111-2008國內(nèi)固態(tài)儲氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失，國際標(biāo)準(zhǔn)有《可運輸儲氫裝置—金屬氫化物可逆吸附氫》?！锻ㄐ庞脷淙剂想姵毓虘B(tài)氫源系統(tǒng)》YD由北京有色金屬研究總院和工業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)化部電信研究院等單位聯(lián)合編制?！度剂想姵貍溆秒娫从媒饘贇浠飪湎到y(tǒng)》GB/T33292-20162011年國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達(dá)了《燃料電池備用電源用金屬氫化物儲氫系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)的制定計劃，2017年7月1日實施。目前，中國主要儲氫方式主要有氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫三種。其中，高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)比較成熟，是國內(nèi)主推的儲氫技術(shù)；有機物液體儲氫技術(shù)具有很強的安全性和運輸便利性，但該技術(shù)尚有較多技術(shù)難題；固態(tài)儲氫應(yīng)用在燃料電池汽車上優(yōu)點十分明顯，但同樣技術(shù)尚未突破，長期來看發(fā)展?jié)摿Ρ容^大。中國3種主要儲氫技術(shù)的優(yōu)缺點及應(yīng)用儲氫技術(shù)優(yōu)點缺點目前主要應(yīng)用氣態(tài)儲氫高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，充放氫速度快，成本及能耗低體積儲氫密度低，安全性能較差普通鋼瓶，少量儲存，輕質(zhì)高壓儲氫罐，多用于氫燃料電池車液態(tài)儲氫低溫液態(tài)儲氫儲氫密度高、運輸簡單、安全性高轉(zhuǎn)化過程能耗較高、儲氫裝置要求較高、裝置投入較大，經(jīng)濟性較低主要用于航天工程領(lǐng)域，如火箭低溫推進(jìn)劑有機液態(tài)儲氫儲氫量大、能量密度高、儲存設(shè)備簡單成本高，能耗大，操作條件苛刻還沒用得到廣泛應(yīng)用固態(tài)儲氫物理吸附儲氫可利用的材料較多，選擇多樣性常溫或高溫儲氫性能差，儲氫不牢固實驗研究階段化學(xué)氫化物儲氫單位體積儲氫密度大，能耗低，安全性好溫度要求較高，技術(shù)不成熟實驗研究階段根據(jù)中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2019版）資料，中國氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的方向發(fā)展，由此逐步提高氫氣儲存和運輸?shù)哪芰?。從氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段來看，到氫能市場發(fā)展到中期（2030年），氫氣需求半徑將逐步提升，將以氣態(tài)和低溫液態(tài)為主；遠(yuǎn)期（2050年）來看，高密度、高安全儲氫將成為現(xiàn)實，完備的氫能管網(wǎng)也將建成。主要氫能儲運方式的技術(shù)指標(biāo)比較方式運輸工具壓力(MPa)載氫量(kg·車)體積儲氫密度（kg/m3）質(zhì)量儲氫密度（wt%）成本（元/kg）能耗（kWh/kg）經(jīng)濟距離（km）氣態(tài)儲氫長管拖車20300-40021.0-1.3≤150管道1-4-3.2-0.30.2≥500低溫液態(tài)儲存液氫槽罐車0.67000641412.2515≥200有機液態(tài)儲氫槽罐車常壓200040-50415-≥200固態(tài)儲氫貨車4300-400501.2-10-13.3≤150綜上所述，根據(jù)中國氫能聯(lián)盟相關(guān)資料，到2025年，中國氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬億元；