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近日，中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司六院101所研制的我國(guó)首套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于氦膨脹制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)調(diào)試成功，產(chǎn)出液氫，仲氫含量97.4%。該套氫液化技術(shù)系統(tǒng)研制歷時(shí)400多天，包括透平膨脹機(jī)、控制系統(tǒng)、壓縮機(jī)、正仲氫轉(zhuǎn)化器等核心設(shè)備在內(nèi)的90%以上的設(shè)備完全采用國(guó)產(chǎn)，填補(bǔ)了我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的液氫規(guī)?；a(chǎn)方面的空白。
氫氣屬于清潔能源，其燃燒只產(chǎn)生水，沒(méi)有碳排放，被稱為21世紀(jì)的終極能源。在我國(guó)雙碳背景下，氫能的推廣應(yīng)用具有重要的戰(zhàn)略支撐作用。
氫氣的高密度儲(chǔ)存技術(shù)、燃料電池電堆的自主化、供氫基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，是我國(guó)當(dāng)下氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展急需解決的難題，其中供氫基礎(chǔ)設(shè)施同樣也離不開(kāi)氫高密度儲(chǔ)存的問(wèn)題，氫氣液化儲(chǔ)存是一種較為理想的方式。
一直以來(lái)氫氣價(jià)格普遍較高，成為了氫能市場(chǎng)化推廣應(yīng)用的一大障礙，這套系統(tǒng)的調(diào)試成功，打破了國(guó)外技術(shù)封鎖，不僅在保障運(yùn)載火箭燃料供給方面有重要的戰(zhàn)略意義，同時(shí)為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)氫的規(guī)?；瘍?chǔ)、運(yùn)提供了自主可控的技術(shù)和裝備基礎(chǔ)，具有里程碑式意義，氫氣價(jià)格將大幅下降！
自從18世紀(jì)化學(xué)之父拉瓦錫給氫命名以來(lái)，人類對(duì)氫的研究已有200多年的歷史，氫是一種氣態(tài)物質(zhì)，一直以來(lái)科研人員都致力于通過(guò)提高氫的密度將其儲(chǔ)存，以此提高氫能利用的效率。但是氫具有元素重量最輕、原子半徑很小、易燃易爆等特點(diǎn)，儲(chǔ)存難度較大，研發(fā)進(jìn)度緩慢。
儲(chǔ)氫技術(shù)按存儲(chǔ)原理主要分為物理儲(chǔ)氫和化學(xué)儲(chǔ)氫兩大類。目前較為成熟及前景較好的儲(chǔ)氫技術(shù)有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫等。
現(xiàn)在最常用并且發(fā)展比較成熟的技術(shù)是高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫，它是在氫氣臨界溫度以上通過(guò)高壓壓縮的方式存儲(chǔ)氣態(tài)氫，其儲(chǔ)存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個(gè)耐高壓的容器里。
使用新型輕質(zhì)復(fù)合材料的高壓容器（耐壓35MPa左右）儲(chǔ)氫密度可達(dá)2% 以上。目前高壓儲(chǔ)氫主要的壓力有15、35、70MPa三種。100MPa的高壓儲(chǔ)氫容器正在研制中。國(guó)外普遍使用70MPa壓力標(biāo)準(zhǔn)的Ⅳ型碳纖維瓶，我國(guó)目前普遍為35MPa的Ⅲ型鋼瓶。
和前者相比，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫是將氫氣經(jīng)由降溫而得到的液體，液態(tài)氫須要保存在非常低的溫度下（-252.8℃），儲(chǔ)氫密度可達(dá)10%以上。液態(tài)儲(chǔ)氫密度大、規(guī)模化后成本優(yōu)勢(shì)明顯。
液態(tài)儲(chǔ)氫適合大量、遠(yuǎn)距離儲(chǔ)運(yùn)，能夠減少車輛運(yùn)輸頻次，提高氫燃料電池車輛的續(xù)航里程，代表著未來(lái)的重要方向。不過(guò)，相關(guān)核心技術(shù)設(shè)備一直掌握在西方國(guó)家手中，我國(guó)航天101所、中科富海、富瑞氫能等單位和企業(yè)一直致力于國(guó)產(chǎn)化研發(fā)工作。
氫能屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù)壁壘較高，一直以來(lái)關(guān)鍵技術(shù)和零部件只能依賴進(jìn)口，一些國(guó)家甚至對(duì)中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施了技術(shù)封鎖。
美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局所列出的商業(yè)管制清單中列有10個(gè)大類行業(yè)，每個(gè)行業(yè)進(jìn)一步細(xì)分為5類，多年來(lái)對(duì)中國(guó)采取嚴(yán)格禁運(yùn)措施。液氫的生產(chǎn)和應(yīng)用就涉及其中。
這意味著，與大規(guī)模液氫生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)系統(tǒng)裝備和組件、測(cè)試檢測(cè)與生產(chǎn)裝備、材料、工藝技術(shù)等，均在禁運(yùn)之列。同時(shí)，美國(guó)政府還禁止NASA和美國(guó)企業(yè)與中國(guó)航天系統(tǒng)開(kāi)展液氫技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)任何形式的技術(shù)交流與合作，并限制其盟國(guó)向中國(guó)出售設(shè)備和技術(shù)。
由此可見(jiàn)，我國(guó)這項(xiàng)液氫系統(tǒng)的調(diào)試成功，其中的分量更沉重了幾分，也為我國(guó)液氫民用鋪平了道路。
資料顯示，美國(guó)壟斷了全球85%的液氫生產(chǎn)和應(yīng)用，其中美國(guó)AP和PRAX兩大集團(tuán)壟斷了美國(guó)90%的液氫市場(chǎng)。中國(guó)在用的液氫工廠僅有海南文昌、北京101所和西昌基地等，均服務(wù)于航天火箭發(fā)射?？梢哉f(shuō)我國(guó)民用液氫市場(chǎng)一片空白。
今年5月，國(guó)家出臺(tái)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(yùn)輸技術(shù)要求》三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將于11月1日起實(shí)施。三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)液氫產(chǎn)業(yè)民用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)“零”突破，為液氫產(chǎn)業(yè)進(jìn)入市場(chǎng)化發(fā)展提供了重要支撐。
據(jù)國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2050年全球氫能占能源比重約為18%，氫能產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過(guò)2.5萬(wàn)億美元。屆時(shí)，我國(guó)對(duì)氫氣需求量至少達(dá)到6000萬(wàn)噸。伴隨著我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，未來(lái)氫能將帶動(dòng)形成一個(gè)12萬(wàn)億元產(chǎn)值的新興產(chǎn)業(yè)。
我國(guó)作為世界第一大產(chǎn)氫國(guó)，只有打通氫能產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)、運(yùn)“任督二脈”的技術(shù)限制，大幅降低氫氣成本，進(jìn)行市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)，氫能社會(huì)才能真正到來(lái)。
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