儲運氫氣的一種方式是儲氫瓶,傳統(tǒng)儲氫瓶要么需要高壓壓縮氫氣,要么需要低溫液化氫氣,不僅成本高昂,而且安全技術要求極為嚴苛。而有研工程技術研究院新能源事業(yè)部總經理李菁介紹的一款固態(tài)儲氫瓶,在常溫常壓下就可以實現(xiàn)氫氣儲存和釋放,而且儲氫密度和高壓儲氫瓶差不多。
李菁說:“這里面是固態(tài)儲氫材料,靠它來吸收和釋放氫氣,氫氣會在它表面從原子變成分子,然后進到材料的結構里面,從而實現(xiàn)存儲。就相當于它給氫氣提供了好多‘房子’,氫氣會‘跑’到房間里去,需要出來的時候稍微加熱,氫氣就從‘房間’里跑出來了。 ”
目前,國內固態(tài)儲氫瓶、儲氫罐單罐儲氫量最高可達1噸,循環(huán)使用壽命超過3000次。不久前,一臺已完成充氫作業(yè)的大型固態(tài)儲氫設備順利裝船,成功出海,打通了中國氫能儲運企業(yè)“走出去”的物流通道,標志著我國自主研發(fā)的固態(tài)儲氫技術在氫能儲運領域取得新突破。
在各種氫氣儲運方式中,管網是長距離儲運最高效和經濟的方式。中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導委員會常務副主任、中國工程院院士干勇對此進行過對比。
干勇說:“管網是最佳的儲運模式,成本很低,每公斤1000公里也就3元左右,是槽車運輸成本的1/20。在當地(制氫)如果是15元每公斤的成本,通過運輸到了應用區(qū)域,大概也就在每公斤20元以內。 ”
當前,我國氫氣管道進入快速發(fā)展期。去年12月,我國首條跨省區(qū)、長距離純氫輸送管道——內蒙古烏蘭察布至京津冀地區(qū)氫氣輸送管道示范工程安全論證通過審查,標志著項目在安全設計層面取得關鍵突破。據不完全統(tǒng)計,包括天然氣摻氫管道在內,全國氫氣管道規(guī)劃總長度已經超過7000公里。穿山越海的管道,助力氫儲運實現(xiàn)“瓶頸突圍”。
此外,氫氣管道重要部件和材料也取得重大突破。李菁展示了一些粉末,把它們涂在氫氣管道內壁,可以有效預防氫氣腐蝕導致管道損傷的“氫脆”現(xiàn)象。
李菁稱:“談及管道運輸,比如長輸管線,可能存儲的壓力會比較高一些,材料本身會有‘氫脆’,特別是在管道焊縫位置。如果發(fā)生‘氫脆’,可能會造成一些安全風險。通過這種阻氫涂層,讓氫進不到焊縫里去,管道就會延長使用壽命,并且進一步增強安全性。”
雖然當前氫氣儲運已經很安全,但萬一發(fā)生泄漏,有沒有最后一道安全防線?河南日立信股份氫能事業(yè)部市場部經理王昕介紹,我國掌握了氫氣泄漏探測核心技術,推出了氫氣濃度探測器、氫氣檢漏儀、氫氣濃度傳感器、在線氫氣分析儀等一系列安全防護設備。
王昕表示:“一旦發(fā)生泄漏,可以第一時間產生反應。比如一級報警,會聯(lián)動風機等設備趕緊處理;二級報警,可能立馬叫停,會讓整個設備全部停電。”
根據氫能業(yè)內設定的目標,在氫能儲運環(huán)節(jié),到“十五五”末,百公里儲運成本要下降到3到5元,比2025年水平下降50%。通過規(guī)模化儲運網絡大幅提升儲運效率,攤薄成本。
中國氫能聯(lián)盟戰(zhàn)略指導委員會委員、中國科學院院士鄭南峰說:“高壓儲氫,特別是IV型氫氣瓶,包括一些短距離運輸用到的高壓儲氫瓶,像52兆帕的Ⅲ型氫氣瓶的大規(guī)模應用,預計在‘十五五’能夠看到比較好的成果。此外,也應該積極探索一些地下大規(guī)模儲氫技術發(fā)展的可能性。長距離運輸包括跨洋運輸中液氫的儲運技術應該是非常關鍵的,預計在‘十五五’也能夠取得一些比較好的突破。 ”
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