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氫的液化是支撐氫氣大規(guī)模收集、儲(chǔ)存與運(yùn)輸、應(yīng)用的一種專業(yè)技術(shù)。歐洲、日本、美國(guó)等國(guó)家都有工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)裝置，而國(guó)內(nèi)仍舊以氣氫為主，且運(yùn)輸壓力不超過(guò)20MPa。當(dāng)前國(guó)內(nèi)正大力倡導(dǎo)推廣氫燃料電池汽車，液氫這一可再生能源的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
7月3日，2019高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)在上海盛大舉行，在7月3日下午會(huì)議上，江蘇國(guó)富氫能技術(shù)裝備有限公司（下稱“國(guó)富氫能”）研究院院長(zhǎng)魏蔚博士發(fā)表了“大規(guī)模液氫工廠的國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)與液氫市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)”的主題演講。
演講伊始，魏蔚向與會(huì)人士分析了全球最主要的液氫市場(chǎng)——美國(guó)市場(chǎng)概況。中國(guó)想要從世界大國(guó)走向世界強(qiáng)國(guó)，目前階段最合適的對(duì)標(biāo)國(guó)家就是美國(guó)。
美國(guó)作為全球最大、最成熟的液氫生產(chǎn)和應(yīng)用地區(qū)，年消耗液氫超過(guò)10萬(wàn)噸。從液氫應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，電子、化工、冶金等工業(yè)消耗液氫超過(guò)70% ，高端裝備制造業(yè)對(duì)液氫/超純氫的需求正在迅速增長(zhǎng)。從液氫工廠建設(shè)情況來(lái)看，美國(guó)的液氫工廠全部是5噸/天以上的中大規(guī)模，并以10-30噸/天以上占據(jù)主流。近兩年，PRAX、AP、法液空在美國(guó)相繼新建的液氫工廠規(guī)模都在30噸/天及以上，預(yù)計(jì)2021年美國(guó)液氫產(chǎn)能將突破500噸/天。
液氫工廠的生產(chǎn)規(guī)模是決定液氫成本的關(guān)鍵。5噸/天及以下規(guī)模，液化能耗超過(guò)10kWh/kg；達(dá)到50噸/天時(shí)能耗可降低至6.4——7.4kWh/kg；擴(kuò)大至150噸/天可降低至6kWh/kg。
而液氫包含投資成本和運(yùn)營(yíng)成本的總成本，當(dāng)規(guī)模達(dá)到50噸/天以上氫液化規(guī)模時(shí)，單位總成本可降低至5噸/天規(guī)模的50%以下，而100噸的液化規(guī)模時(shí)單位總成本僅為5噸/天的35%。plugpower公司運(yùn)營(yíng)2萬(wàn)輛燃料電池叉車和百余座加氫站的案例和產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)性表明，美國(guó)已經(jīng)通過(guò)大規(guī)?；瘹湟夯S和高效的儲(chǔ)運(yùn)體系所建立的氫能基礎(chǔ)體系，實(shí)現(xiàn)了燃料電池商用車輛不依賴于補(bǔ)貼的市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)。
中國(guó)目前液氫的發(fā)展現(xiàn)狀，是以航天軍事應(yīng)用為主體，正在圍繞燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)開(kāi)展民用液氫的探索，但仍然缺少大規(guī)模民用商業(yè)化液氫工廠的頂層規(guī)劃、示范項(xiàng)目和應(yīng)用推廣，缺少液氫在電子工業(yè)、石油精煉和高端制造業(yè)的應(yīng)用市場(chǎng)挖掘。而在未來(lái)中國(guó)燃料電池汽車發(fā)展方向，能夠向中、重型卡車等大功率長(zhǎng)續(xù)航里程領(lǐng)域發(fā)展的重要前提，就是可以把氫燃料價(jià)格降低到與汽油和柴油相當(dāng)，在2020年的氫燃料價(jià)格不超過(guò)40元/kg，在2030年的氫燃料價(jià)格不超過(guò)30元/kg。這一發(fā)展趨勢(shì)得以實(shí)現(xiàn)的路徑，是選擇合適的氫氣來(lái)源建設(shè)大規(guī)模液氫工廠，并通過(guò)45MPa超高壓氣態(tài)氫氣和-253℃液氫運(yùn)輸相結(jié)合，降低運(yùn)輸成本。在大規(guī)模液氫工廠和高效液氫儲(chǔ)運(yùn)的基礎(chǔ)上，普及液氫儲(chǔ)氫型加氫站、液氫氣化站和充裝站，并結(jié)合液氫泵高效增壓，降低高壓充裝和燃料加注成本，推動(dòng)深冷高壓儲(chǔ)氫等先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。
江蘇國(guó)富氫能技術(shù)裝備有限公司聯(lián)合陳學(xué)東院士建立氫能院士工作站，回歸裝備制造業(yè)本質(zhì)，以產(chǎn)業(yè)化推廣為導(dǎo)向，攻克氫能裝備“卡脖子”的核心關(guān)鍵技術(shù)，全面系統(tǒng)地對(duì)大規(guī)模氫液化裝置、液氫球罐、液氫儲(chǔ)運(yùn)容器與高壓、液氫加氫基礎(chǔ)設(shè)施成套枝術(shù)以及氫膨脹機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備等進(jìn)行深入研究與開(kāi)發(fā)應(yīng)用。公司的液氫儲(chǔ)運(yùn)容器企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已制訂，國(guó)家市場(chǎng)管理局指定的技術(shù)評(píng)審已經(jīng)開(kāi)始，正在試制加氫站和液氫工廠用儲(chǔ)運(yùn)容器；引進(jìn)俄羅斯氫液化工藝包，從8.5-10噸/天規(guī)模做起，向30噸/天目標(biāo)提升，逐步建設(shè)日產(chǎn)百噸級(jí)液氫工廠。
中國(guó)發(fā)展燃料電池汽車的痛點(diǎn)就在于加氫站基礎(chǔ)設(shè)施匱乏、氫氣運(yùn)輸成本居高不下、卸車升壓能耗高等。在液氫產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立之前，通過(guò)45MPa《鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞高壓儲(chǔ)氫氣瓶》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)審備案，建造高壓氫氣集裝格，可直接作為加氫站蓄能器使用，減少了壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)減少了站用蓄能器的數(shù)量；同時(shí)聯(lián)合國(guó)機(jī)通用機(jī)械公司開(kāi)發(fā)45MPa高壓氫氣集裝運(yùn)輸半掛車，相比傳統(tǒng)20MPa鋼制長(zhǎng)管拖車，儲(chǔ)氫密度提高70%，裝備自重降低40%，運(yùn)輸成本降低50%，氫氣運(yùn)輸效率大幅提升。目前該產(chǎn)品正在市場(chǎng)推廣中。
氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，要有水滴石穿的堅(jiān)韌精神，持續(xù)創(chuàng)新才有國(guó)富，生生不息方為氫能。正如習(xí)近平主席給當(dāng)下正在召開(kāi)的2019世界新能源汽車大會(huì)賀信中所強(qiáng)調(diào)：加速推進(jìn)新能源汽車科技創(chuàng)新和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為建設(shè)清潔美麗世界、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體做出更大貢獻(xiàn)。
來(lái)源：高工氫燃料電池
