“儲(chǔ)氫”技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 分析（二）

　　

　　

　　目前，主要儲(chǔ)氫方式有三種，分別是氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫。從技術(shù)發(fā)展方向來看，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)比較成熟，一定時(shí)間內(nèi)都將是國(guó)內(nèi)主推的儲(chǔ)氫技術(shù)；有機(jī)物液體儲(chǔ)氫技術(shù)可以利用傳統(tǒng)的石油基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行運(yùn)輸、加注，方便建立像加油站那樣的加氫網(wǎng)絡(luò)，相比于其它技術(shù)而言，具有獨(dú)一無二的安全性和運(yùn)輸便利性，但該技術(shù)尚有較多技術(shù)難題，未來看會(huì)極具應(yīng)用前景；固態(tài)儲(chǔ)氫應(yīng)用在燃料電池汽車上優(yōu)點(diǎn)十分明顯，但現(xiàn)在技術(shù)還有待突破，短期內(nèi)不會(huì)有較大范圍的應(yīng)用，長(zhǎng)期來看發(fā)展?jié)摿Ρ容^大。

　　

　　根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟發(fā)布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2019版）》預(yù)測(cè)：我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)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(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)哪芰Α淠苁袌?chǎng)滲入前期，氫氣用量及運(yùn)輸半徑相對(duì)較小，此時(shí)高壓氣態(tài)運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)換成本較低，更具性價(jià)比；氫能市場(chǎng)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(chǔ)氫將成為現(xiàn)實(shí)，完備的氫能管網(wǎng)也將建成，同時(shí)出臺(tái)固態(tài)、有機(jī)液態(tài)等儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)及管道輸配標(biāo)準(zhǔn)作為配套。

　　

　　

　　國(guó)際氫能委員會(huì)預(yù)測(cè)，到2050年，氫能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造2.5萬億美元的市場(chǎng)規(guī)模。根據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟預(yù)計(jì)，到2025年，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到1萬億元；到2050年，氫能在我國(guó)終端能源體系中占比超過10%，產(chǎn)業(yè)鏈年產(chǎn)值達(dá)到12萬億元，這將對(duì)氫能儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備材料提出了大量市場(chǎng)需求，氫能儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備材料或成為較好的投資機(jī)會(huì)。

　　

　　國(guó)家對(duì)儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)技術(shù)研發(fā)更加重視。根據(jù)2018-2021年國(guó)家“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)指南匯總數(shù)據(jù)，從三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)分布變化中可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)家加大了制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)的研發(fā)重視。相比2018—2020年，2021年儲(chǔ)氫技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目占比大幅提升，氫能源儲(chǔ)運(yùn)愈發(fā)重要。

　　

　　

　　高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)氫方式，在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模商用。這種技術(shù)路線主要通過高壓儲(chǔ)氣瓶來實(shí)現(xiàn)氫氣的儲(chǔ)存和釋放。根據(jù)材質(zhì)的不同，高壓儲(chǔ)氫瓶分為純鋼制金屬瓶（I型）、鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶（II型）、金屬內(nèi)膽纖維纏繞瓶（III型）和塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶（IV型）4種。

　　

　　根據(jù)高壓氫容器的不同使用要求，可以將高壓儲(chǔ)氫分為固定式高壓儲(chǔ)氫、車載輕質(zhì)高壓儲(chǔ)氫和運(yùn)輸用高壓儲(chǔ)氫。

　　

　　固定式儲(chǔ)氫瓶：在高壓儲(chǔ)氫技術(shù)中，目前最為成熟且成本較低的技術(shù)是鋼制氫瓶和鋼制壓力容器，如目前工業(yè)中廣泛采用20MPa鋼制氫瓶，并且可與45MPa鋼制氫瓶、98MPa鋼帶纏繞式壓力容器進(jìn)行組合應(yīng)用于加氫站。但是鋼制氫氣瓶由于較高的重量，因此并不適宜汽車用。

　　

　　儲(chǔ)氫裝置是加氫站中的一個(gè)重要裝置，一般采用45MPa儲(chǔ)氫瓶。一般有兩種方式，一種是用具有較大容積的氣瓶，該類氣瓶的單個(gè)容積在600-1500L之間，為無縫鍛造壓力容器；另一種是采用小容積的氣瓶，單個(gè)氣瓶的容積在45L-80L。

　　

　　儲(chǔ)運(yùn)氣瓶與車載氣瓶的差別在于壓力不同，儲(chǔ)運(yùn)氣瓶的壓力高于車載氫氣瓶。當(dāng)為燃料電池汽車加注時(shí)，以站內(nèi)儲(chǔ)氫瓶和車載瓶之間的壓差為驅(qū)動(dòng)力。

　　

　　大直徑儲(chǔ)氫長(zhǎng)管：石家莊安瑞科氣體機(jī)械有限公司2002年在國(guó)內(nèi)率先研制成功20/25MPa大容積儲(chǔ)氫長(zhǎng)管，并應(yīng)用于大規(guī)模氫氣運(yùn)輸。長(zhǎng)管氣瓶材料為鉻鉬鋼4130X，強(qiáng)度高，具有良好的抗氫脆能力。

　　

　　鋼帶錯(cuò)繞式儲(chǔ)氫罐：鋼帶錯(cuò)繞式儲(chǔ)氫罐目前有45MPa和98MPa兩種型號(hào)，如浙大與巨化集團(tuán)制造生產(chǎn)的兩臺(tái)國(guó)內(nèi)最高壓力等級(jí)98MPa立式高壓儲(chǔ)罐，安裝在江蘇常熟豐田加氫站中。

　　

　　車用儲(chǔ)氫瓶：目前車用高壓儲(chǔ)氫瓶的國(guó)際主流技術(shù)通過以鋁合金/塑料作為內(nèi)膽，外層則用碳纖維進(jìn)行包覆，提升氫瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體質(zhì)量。目前國(guó)外氫燃料電池汽車已經(jīng)廣泛使用70MPa碳纖維纏繞IV型瓶，與之相比，目前我國(guó)車載儲(chǔ)氫方式大多為35MPa碳纖維纏繞III型瓶，而70MPa碳纖維纏繞III型瓶也已少量用于國(guó)產(chǎn)汽車中。

　　

　　運(yùn)輸用高壓儲(chǔ)氫瓶：高壓氫氣的運(yùn)輸設(shè)備主要用于將氫氣從產(chǎn)地運(yùn)輸?shù)绞褂玫鼗蚣託湔尽９苁酵宪囉眯龎撼尚偷拇笮透邏簹馄渴⒀b氫氣。典型管式拖車長(zhǎng)10.0-11.4m，高2.5m，寬2.0-2.3m，盛裝的氫氣壓力在16-21MPa之間，質(zhì)量在280kg左右。

　　

　　

　　儲(chǔ)氫瓶產(chǎn)業(yè)鏈可以簡(jiǎn)單劃分為上游原材料和零部件，中游生產(chǎn)制造和下游終端應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。其中，上游原材料包括鋁材、鋼材、碳纖維和樹脂等，零部件包括各種金屬閥門和各類傳感器；中游生產(chǎn)制造設(shè)備和制造工藝等；下游則是在燃料汽車、氫氣運(yùn)輸罐、加氫站等場(chǎng)景上的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)方面，目前車載儲(chǔ)氫瓶核心材料及零部件如碳纖維主要依賴進(jìn)口，瓶口閥、減壓閥等也主要依賴進(jìn)口，未來這些關(guān)鍵材料和零部件將逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

 

　　

　　（2）車用儲(chǔ)氫瓶材料中碳纖維復(fù)合材料成本占比高

　　

　　目前，國(guó)內(nèi)外車載儲(chǔ)氫氣瓶（III/IV型）由內(nèi)至外包括內(nèi)襯材料、過渡層、纖維纏繞層、外殼保護(hù)層。國(guó)內(nèi)內(nèi)襯材料多選用鋁合金，國(guó)外則多選用特種塑料；內(nèi)層之外又稱為復(fù)合材料層，一般分為兩層，內(nèi)層為碳纖維纏繞層，一般是由碳纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成；外層為玻璃纖維保護(hù)層，一般是由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂構(gòu)成。兩層均是由纏繞工藝制作而成，通過對(duì)環(huán)氧樹脂加熱固化，以保證氣瓶強(qiáng)度。
 

 

　　從車載儲(chǔ)氫瓶材料成本來看，儲(chǔ)氫瓶的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維復(fù)合材料。對(duì)于儲(chǔ)氫質(zhì)量均為5.6kg的35MPa、70MPa高壓儲(chǔ)氫IV型瓶成本構(gòu)成來看，碳纖維復(fù)合材料成本分別占系統(tǒng)總成本的75%和78%。

　　

　　目前，高壓儲(chǔ)氫瓶用碳纖維主要采用T700級(jí)及以上規(guī)格，從企業(yè)碳纖維生產(chǎn)企業(yè)角度來看，目前碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中，日本和美國(guó)依舊占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)廣州賽奧碳纖維技術(shù)有限公司發(fā)布的《2020全球碳纖維復(fù)合材料市場(chǎng)報(bào)告》，2020年全球碳纖維行業(yè)有效產(chǎn)能為16.79萬噸，比2019年增加了約1.30萬噸。從全球范圍來看，中國(guó)、美國(guó)和日本三國(guó)產(chǎn)能分別為4.50萬噸、3.73萬噸和2.92萬噸，占全球總產(chǎn)能6成以上。目前我國(guó)碳纖維企業(yè)主要以中復(fù)神鷹、恒神股份、光威復(fù)材等企業(yè)為主。

　　

　　目前，由于國(guó)內(nèi)70MPa碳纖維纏繞IV型瓶的制備技術(shù)不成熟、規(guī)模化生產(chǎn)難度大，因此目前成本相對(duì)較高，抑制了IV型儲(chǔ)氫瓶的需求。據(jù)美國(guó)汽車研究理事會(huì)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)生產(chǎn)規(guī)模越大，儲(chǔ)氫瓶成本也就越低，如當(dāng)氣瓶生產(chǎn)規(guī)模由1萬套提高到50萬套時(shí)，氫氣瓶成本會(huì)下降20%。未來隨著氫能源汽車的快速發(fā)展，儲(chǔ)氫瓶成本有望下降。

　　

　　

　　從國(guó)內(nèi)主要高壓儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的III型儲(chǔ)氫瓶與國(guó)外IV型瓶性能對(duì)比來看，IV型瓶質(zhì)量輕且儲(chǔ)氫密度高。同等體積下，壓力越大儲(chǔ)氫量越高，車輛行駛里程就更遠(yuǎn)。根據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，短期內(nèi)國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫技術(shù)仍然會(huì)以高壓儲(chǔ)氫為主。

　　

　　蘭石重裝：公司在氫能源領(lǐng)域主要產(chǎn)品為加氫反應(yīng)器等用氫裝備、煤氣化制氫裝備、儲(chǔ)氫用球罐設(shè)備等，正在研發(fā)超高壓儲(chǔ)氫裝備（45Mpa/75Mpa）、高壓氣固組合儲(chǔ)氫容器、POX造氣制氫裝置廢熱鍋爐等。近年來，公司依托所屬工程研究院、控股股東蘭石集團(tuán)研發(fā)力量和蘭州新區(qū)國(guó)家裝備制造高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化基地平臺(tái)，重點(diǎn)圍繞電解水制氫關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)、分布式氫儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用、煤氣化制氫技術(shù)、大型高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫容器的研發(fā)和制造、加氫站配套使用的換熱冷卻裝置——微通道換熱器、高壓大流量氫氣壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)及制造等開展技術(shù)研究，并在“高溫氣冷堆核能制氫系統(tǒng)中的甲烷蒸汽重整反應(yīng)器”研制領(lǐng)域有相應(yīng)技術(shù)合作及儲(chǔ)備。

　　

　　中國(guó)一重：公司是最早實(shí)現(xiàn)鍛焊結(jié)構(gòu)熱壁加氫反應(yīng)器國(guó)產(chǎn)化的企業(yè)，目前國(guó)內(nèi)石化企業(yè)所使用的國(guó)產(chǎn)鍛焊結(jié)構(gòu)加氫反應(yīng)器多為公司生產(chǎn)。

　　

　　國(guó)機(jī)重裝：公司研制的加氫反應(yīng)器，創(chuàng)造了世界加氫反應(yīng)器產(chǎn)品和制造技術(shù)工藝復(fù)雜性的“世界之最”。公司氫能源裝備目前正處于研發(fā)階段，重點(diǎn)加強(qiáng)在儲(chǔ)氫裝備等方面的產(chǎn)品開發(fā)。

　　

　　巨化集團(tuán)公司工程有限公司（簡(jiǎn)稱“巨化集團(tuán)工程公司”）：公司有三十多年的壓力容器制造歷史，具有美國(guó)ASME、美國(guó)DOT和歐盟TPED國(guó)際認(rèn)證。近年來公司與浙江大學(xué)合作開展“863”項(xiàng)目—高壓儲(chǔ)氫罐的制造，完成了加氫示范站（在北京）三臺(tái)氫氣儲(chǔ)存容器（壓力分別為47Mpa和75MPa，容積5m³）的制作交付使用并順利通過驗(yàn)收；在鋼制包裝容器系列方面，分別建有非重復(fù)充裝鋼瓶、可重復(fù)充裝鋼瓶到罐式集裝箱生產(chǎn)線。

　　

　　葛洲壩中科儲(chǔ)能技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱“葛洲壩中科儲(chǔ)能”）：公司是中國(guó)葛洲壩集團(tuán)股份有限公司的控股子公司，在北京擁有研發(fā)中心，在武漢葛洲壩裝備產(chǎn)業(yè)園建有自己的生產(chǎn)基地。具有國(guó)際的大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能核心技術(shù)和產(chǎn)品，致力于儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、儲(chǔ)氫、儲(chǔ)氣等多種儲(chǔ)能領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、系統(tǒng)集成及產(chǎn)業(yè)化推廣，在能源供給側(cè)為客戶提供國(guó)際的儲(chǔ)能解決方案。

　　

　　富瑞特裝：公司正在進(jìn)行氫燃料電池車用液氫供氣系統(tǒng)及配套氫閥的研發(fā)工作，該產(chǎn)品是對(duì)目前應(yīng)用較多的車用高壓供氫系統(tǒng)的補(bǔ)充，主要用于氫燃料電池重卡，液氫供氣系統(tǒng)產(chǎn)品樣品現(xiàn)已試制完成有待進(jìn)行裝車試驗(yàn)，配套氫閥有待交付第三方進(jìn)行試驗(yàn)。

　　

　　北京科泰克科技有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱“北京科泰克”）：公司是專業(yè)生產(chǎn)高壓容器的高新技術(shù)企業(yè)。長(zhǎng)期從事鋁合金內(nèi)膽、呼吸氣瓶、車用復(fù)合氣瓶、高壓及超高壓容器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售。已展開IV型瓶的材料選型匹配等基礎(chǔ)性研究工作。隸屬國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管總局的中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，也已經(jīng)到參與到國(guó)家70MPa IV型瓶的課題研究中。

　　

　　京城股份：公司所屬企業(yè)北京天海，深耕氣體儲(chǔ)運(yùn)裝備業(yè)務(wù)二十余年，在2014年率先完成70MPa高壓氫燃料車用儲(chǔ)氫瓶的開發(fā)。

　　

　　沈陽斯林達(dá)深冷科技有限公司（簡(jiǎn)稱“沈陽斯林達(dá)”）：公司已研發(fā)出無縫不銹鋼內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶、鋁合金內(nèi)膽、鋁合金無縫氣瓶、鋁合金內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶、鋁合金內(nèi)膽玻璃纖維環(huán)向纏繞氣瓶、鋼質(zhì)無縫氣瓶、車用壓縮天然氣鋼瓶、車用壓縮天然氣鋼質(zhì)內(nèi)膽環(huán)向纏繞氣瓶、車用壓縮天然氣鋁合金內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶、車用氫氣鋁合金內(nèi)膽纖維全纏繞氣瓶、消防氣瓶、便攜式醫(yī)用供氧器十三類別二百八十余種規(guī)格產(chǎn)品。2016年70MPa高壓儲(chǔ)氫瓶通過了國(guó)家型式試驗(yàn)，搭載該氣瓶的燃料電池汽車可實(shí)現(xiàn)400公里的續(xù)航能力。

　　

　　亞普股份：公司自主研發(fā)的III型35MPa車載儲(chǔ)氫系統(tǒng)正與相關(guān)方深度合作，公司自主研發(fā)的IV型70MPa小容積車載儲(chǔ)氫瓶正在搭載整車臺(tái)架進(jìn)行相關(guān)性能驗(yàn)證；大容積車載儲(chǔ)氫瓶正在進(jìn)行A（能滿足基本功能的）樣件的試制工作。公司已與相關(guān)方簽訂了合作協(xié)議，雙方共同推進(jìn)IV型70MPa氫燃料系統(tǒng)的研發(fā)、應(yīng)用。

　　

　　中集安瑞科：與IV型儲(chǔ)氫瓶領(lǐng)域的“鼻祖”挪威Hexagon簽署《戰(zhàn)略合作意向書》。與Hexagon成立針對(duì)中國(guó)及東南亞市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的高壓氫氣儲(chǔ)運(yùn)的合營(yíng)公司。

　　

　　中復(fù)神鷹：公司是一家專業(yè)從事碳纖維研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，對(duì)外銷售主要產(chǎn)品為碳纖維。通過多年自主研發(fā)掌握了碳纖維生產(chǎn)全流程核心技術(shù)，在國(guó)內(nèi)率先突破了千噸級(jí)碳纖維原絲干噴濕紡工業(yè)化制造技術(shù)，建成了國(guó)內(nèi)首條千噸級(jí)干噴濕紡碳纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。2018年1月，公司“干噴濕紡千噸級(jí)高強(qiáng)/百噸級(jí)中模碳纖維產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果榮獲2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　

　　光威復(fù)材：公司是專業(yè)從事碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品及碳纖維核心生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè)，擁有碳纖維行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈布局。光威復(fù)材采用干濕法處理工藝進(jìn)行生產(chǎn)的T700S級(jí)碳纖維可用于通過纏繞工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)管理包括儲(chǔ)氫瓶在內(nèi)的高壓氣瓶。

　　

　　中簡(jiǎn)科技：公司自成立以來，以“技術(shù)領(lǐng)先，注重應(yīng)用，技術(shù)向縱深發(fā)展，應(yīng)用向縱橫發(fā)展”為戰(zhàn)略目標(biāo)，用科技與創(chuàng)新為社會(huì)持續(xù)提供更高性能的碳纖維。公司產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)要求較高，在航空航天裝備論證階段即對(duì)碳纖維各項(xiàng)指標(biāo)予以確定，目前公司所生產(chǎn)碳纖維主要為高端、高性能型碳纖維產(chǎn)品，已達(dá)到同類產(chǎn)品國(guó)際先進(jìn)水平。

　　

　　恒神股份：公司主要從事碳纖維、碳纖維織物、預(yù)浸料及其復(fù)合材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)。主要產(chǎn)品為碳纖維、碳纖維織物、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維復(fù)合材料制品、丹強(qiáng)絲及功能性纖維、技術(shù)服務(wù)等。

　　

　　

　　低溫液態(tài)儲(chǔ)氫將氫氣冷卻至-253攝氏度，液化儲(chǔ)存于低溫絕熱液氫罐中，儲(chǔ)氫密度可達(dá)70.6kg/m3，體積密度為氣態(tài)時(shí)的845倍，實(shí)現(xiàn)高效儲(chǔ)氫，其輸送效率高于氣態(tài)氫。但液氫裝置一次性投資較大，液化過程中能耗較高，儲(chǔ)存過程中有一定的蒸發(fā)損失，其蒸發(fā)率與儲(chǔ)氫罐容積有關(guān)，大儲(chǔ)罐的蒸發(fā)率遠(yuǎn)低于小儲(chǔ)罐。國(guó)內(nèi)液氫已在航天工程中成功使用。

　　

　　優(yōu)點(diǎn)：液化儲(chǔ)氫具有熱值高、體積能量密度高、占用空間體積較小等優(yōu)點(diǎn)。氫能以液態(tài)儲(chǔ)存能夠同時(shí)滿足質(zhì)量密度和體積密度的要求。

　　

　　缺點(diǎn)：液氫的使用也存在一系列的難題，如液氫易揮發(fā)，不便長(zhǎng)期保存且存在安全隱患，氫氣的液化過程能耗高，氫液化所需能量為液化氫燃燒產(chǎn)熱額的30%，對(duì)儲(chǔ)氫容器材料有較為苛刻的要求等。由于液化儲(chǔ)氫的成本較高，且其安全技術(shù)非常復(fù)雜，因此不適合廣泛使用，但其作為航空燃料已在航空領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用。多級(jí)壓縮冷卻能耗巨大，低溫儲(chǔ)氫罐的設(shè)計(jì)制造及材料一直存在成本高昂的難題。

　　

　　4.2 有機(jī)液體儲(chǔ)氫仍處于研究或示范階段

　　

　　（1）有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫技術(shù)

　　

　　有機(jī)液體儲(chǔ)氫利用某些不飽和有機(jī)物與氫氣進(jìn)行可逆加氫和脫氫反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)氫的儲(chǔ)存，加氫后形成的液體有機(jī)氫化物性能穩(wěn)定，安全性高，儲(chǔ)存方式與石油產(chǎn)品相似。但存在著反應(yīng)溫度較高、脫氫效率較低、催化劑易被中間產(chǎn)物毒化等問題。國(guó)內(nèi)已有燃料電池客車車載儲(chǔ)氫示范應(yīng)用案例。

　　

　　優(yōu)點(diǎn)：從儲(chǔ)氫含量、儲(chǔ)氫過程能量消耗、儲(chǔ)氫成本高低等角度綜合考慮，類似苯、甲苯這樣的單環(huán)芳香烴儲(chǔ)氫量較大、儲(chǔ)氫過程可逆、效果好。儲(chǔ)氫量大、儲(chǔ)氫密度高。接近美國(guó)能源部對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的要求。循環(huán)系統(tǒng)熱效率較高。加氫過程為放熱反應(yīng)，脫氫過程為吸熱反應(yīng)，加氫反應(yīng)過程中釋放出的熱量可以回收作為脫氫反應(yīng)中所需的熱量，從而有效地減少熱量損失，使整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)的熱效率提高。氫載體可以利用現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，適合于長(zhǎng)距離氫能的輸送。

　　

　　缺點(diǎn)：加氫反應(yīng)和脫氫反應(yīng)設(shè)備較為復(fù)雜，操作費(fèi)用較高；加氫反應(yīng)過程和脫氫反應(yīng)過程均要使用催化劑，且催化劑活性不夠穩(wěn)定；脫氫反應(yīng)溫度較高等。

　　

　　技術(shù)應(yīng)用：氫陽新能源控股有限公司就宜都10000t/a儲(chǔ)油項(xiàng)目與中國(guó)五環(huán)工程有限公司簽約了EPC總承包合同，該項(xiàng)目采用的專利技術(shù)為氫陽能源開發(fā)的常溫常壓有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)技術(shù)（LOHC）。LOHC技術(shù)是新型安全高效的氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，可有效地破解當(dāng)前氫能源產(chǎn)業(yè)在存儲(chǔ)、運(yùn)輸和應(yīng)用方面存在的低安全性和高成本難題，處于世界領(lǐng)先水平。

　　

　　（2）液氨儲(chǔ)氫技術(shù)

　　

　　液氨儲(chǔ)氫技術(shù)是指將氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)生成液氨，作為氫能的載體進(jìn)行利用。液氨在常壓、400℃的條件下即可得到H2，常用的催化劑包括釕系、鐵系、鈷系與鎳系，其中釕系的活性最高。

　　

　　液氨燃燒產(chǎn)物為氮?dú)夂退瑹o對(duì)環(huán)境有害氣體。2015年7月，作為氫能載體的液氨首次作為直接燃料用于燃料電池中。通過對(duì)比，發(fā)現(xiàn)液氨燃燒渦輪發(fā)電系統(tǒng)的效率（69%）與液氫系統(tǒng)效率（70%）近似。然而液氨的儲(chǔ)存條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)緩和于液氫，與丙烷類似，可直接利用丙烷的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，大大降低了設(shè)備投入。因此，液氨儲(chǔ)氫技術(shù)被視為最具前景的儲(chǔ)氫技術(shù)之一。

　　

　　2021年12月10日，福州大學(xué)與紫金礦業(yè)集團(tuán)、三聚環(huán)保舉行了綠色能源重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目戰(zhàn)略合作簽約儀式，根據(jù)協(xié)議，三方將合力打造一支國(guó)家級(jí)“氨-氫”能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，合資成立高新企業(yè)，發(fā)展集綠氨產(chǎn)業(yè)、氫能產(chǎn)業(yè)及可再生能源產(chǎn)業(yè)于一體的萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　

　　（3）甲醇儲(chǔ)氫

　　

　　甲醇儲(chǔ)氫技術(shù)是指將一氧化碳與氫氣在一定條件下反應(yīng)生成液體甲醇，作為氫能的載體進(jìn)行利用。在一定條件下，甲醇可分解得到氫氣用于燃料電池，甲醇還可直接用作燃料。2017年，我國(guó)北京大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種鉑-碳化鉬雙功能催化劑，讓甲醇與水反應(yīng)，不僅能釋放出甲醇中的氫，還可以活化水中的氫，最終得到更多的氫氣。同時(shí)，甲醇的儲(chǔ)存條件為常溫常壓，且沒有刺激性氣味。中集安瑞科與大化所合作建造的冬奧會(huì)的站內(nèi)制氫項(xiàng)目就是甲醇制氫。

　　

　　4.3 固體儲(chǔ)氫也已經(jīng)進(jìn)入示范階段

　　

　　固態(tài)儲(chǔ)氫是以金屬氫化物、化學(xué)氫化物或納米材料等作為儲(chǔ)氫載體，通過化學(xué)吸附和物理吸附的方式實(shí)現(xiàn)氫的存儲(chǔ)。固態(tài)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)勢(shì)，其體積儲(chǔ)氫密度高于液氫。但主流金屬儲(chǔ)氫材料重量?jī)?chǔ)氫率仍低于3.8wt%，重量?jī)?chǔ)氫率大于7wt%的輕質(zhì)儲(chǔ)氫材料還需解決吸放氫溫度偏高、循環(huán)性能較差等問題。國(guó)外固態(tài)儲(chǔ)氫已在燃料電池潛艇中商業(yè)應(yīng)用，在分布式發(fā)電和風(fēng)電制氫規(guī)模儲(chǔ)氫中得到示范應(yīng)用；國(guó)內(nèi)固態(tài)儲(chǔ)氫已在分布式發(fā)電中得到示范應(yīng)用。

　　

　　氫儲(chǔ)科技：2019年11月氫儲(chǔ)科技開始承擔(dān)上海市科委關(guān)于500kg/天的鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫裝置的研發(fā)任務(wù)。目前，涵蓋材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)、熱系統(tǒng)管理、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以及容器等的研發(fā)均已完成，并進(jìn)行了大量的理論模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。2020年第四季度，首座鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫示范站將在山東省濟(jì)寧市落成，加氫能力為550公斤/天，供兩條公交線使用。

　　

　　從儲(chǔ)氫成本、技術(shù)、安全性等方面來看，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫仍是當(dāng)下儲(chǔ)氫方式的最優(yōu)選擇，短中期高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫仍是主流。因受技術(shù)和成本端的制約，國(guó)內(nèi)低溫液化儲(chǔ)氫技術(shù)、金屬氫化物固態(tài)儲(chǔ)氫短期難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用；因氫能需求量及建設(shè)成本問題，管道輸氫還不能規(guī)模化應(yīng)用，長(zhǎng)期來看，待技術(shù)突破及產(chǎn)能擴(kuò)大后，管道輸氫、低溫液化儲(chǔ)氫技術(shù)與金屬氫化物固態(tài)儲(chǔ)氫有望成為儲(chǔ)氫的主流方式。

　　

　　5 投資建議（注：僅做基礎(chǔ)知識(shí)參考，不做任何推薦）

　　

　　5.1 固定式儲(chǔ)罐壁壘高，車載儲(chǔ)氫空間大

　　

　　固定式儲(chǔ)氫罐：目前，固定式儲(chǔ)氫罐主要用于加氫站、制氫站，按近期各省市出臺(tái)的氫能規(guī)劃政策，固定式儲(chǔ)氫罐市場(chǎng)需求較大，但競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手較少，市場(chǎng)前景廣闊。根據(jù)氫氣加注壓力，加氫站分為35MPa和70MPa兩類。我國(guó)絕大多數(shù)在用或在建的是35MPa加氫站。為了適應(yīng)燃料電池汽車供氫系統(tǒng)壓力逐漸從35MPa增加到70MPa的需求，加氫站的加注壓力提高到70MPa已到了十分緊迫的地步。隨著氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加氫站、制氫站的建設(shè)增多，儲(chǔ)罐需求也將增加，高壓、高容量的儲(chǔ)罐需求將逐步釋放。一般情況下，容器體積越大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)殼體壁厚越大，受壓元件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更復(fù)雜，焊接和組裝的要求更嚴(yán)熱處理，無損檢測(cè)要嚴(yán)格控制，高壓大容量的儲(chǔ)罐壁壘較高。

　　

　　車載儲(chǔ)氫氣瓶：在高壓儲(chǔ)氫技術(shù)中，目前最為成熟且成本較低的技術(shù)是鋼制氫瓶和鋼制壓力容器，但是鋼制氫氣瓶由于較高的重量，不適宜汽車用，因此車用高壓儲(chǔ)氫瓶的國(guó)際主流技術(shù)通過以鋁合金/塑料作為內(nèi)膽，外層則用碳纖維進(jìn)行包覆（即所謂的III型、IV型瓶），提升氫瓶的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并盡可能減輕整體質(zhì)量。國(guó)內(nèi)車載儲(chǔ)氫氣瓶的企業(yè)較多，特別是III型。隨著氫燃料電池車的發(fā)展，車載儲(chǔ)氫瓶的需求量是相對(duì)最大的領(lǐng)域，但是競(jìng)爭(zhēng)也較為激烈，技術(shù)領(lǐng)先、儲(chǔ)氫成本較低的公司將受益。

　　

　　管束集裝箱：現(xiàn)階段，我國(guó)普遍采用20MPa氣態(tài)高壓儲(chǔ)氫與管束集裝箱運(yùn)輸?shù)姆绞健Ｔ诩託湔救招枨罅?00kg以下，運(yùn)輸距離在200公里以內(nèi)經(jīng)濟(jì)性較高。該技術(shù)較為成熟，參與的企業(yè)較多。