陈霖新：加速发展我国液氢技术是大势所趋

从技术角度来讲，低温液态氢更具成本优势，液氢储运已渐渐成为未来大规模储运氢的行业共识。但不得不面对的一个现实是，相比于国外，我国在液氢储氢方面非常薄弱,更缺乏液氢槽罐车等运输工具，整体上我国在液氢技术、液氢工厂、相关产业化上几乎处于一片空白地带。

对此，近期有不少疑虑声音认为，液氢这一“空白地带”固然意味着机遇和前景，但从事物两面性上来讲，如果大规模推广使用液氢，是否也潜存着一定的不确定因素？即便液氢利远大于弊，那么其从技术研发走向大规模商业化应用，还有多长的路要走？

近日，在北京氢能装备试验检测推介会上，全国氢能标准化技术委员会高级顾问、平台专家陈霖新发表了“加速发展我国液氢技术与装备的思考”的主题演讲，解答了关于液氢技术的众多问题。

在演讲中，陈霖新提出了8个核心观点，第一元素网整理如下：

1.氢能产业链主要包括了四大部分：一是氢源（制氢）。二是氢的储存与运输。三是加氢站。四是氢的应用。怎么比较和怎么选择氢源，是很重要的问题。

2.加氢站需要求氢的品质，因此在选择氢源的时候一定要关注杂质含量。

3.氢是能源载体，应与天然气、燃油相同监管，但不能改变危化品的属性，这是制定氢能产业的政策、法规、规范市场等的重要依据。

4.实现氢源低碳低成本的获得是发展氢能产业的基础，制定氢能产业规划建设和运营的重要条件。

5.目前国家建设液氢装置，液氢相关装备进口困难、国产化任务迫在眉睫。

6.液氢的制备、储运及应用装备技术突破，大概还需要3-5年，预测2030年液氢运输所占比例会明显增大。

7.降低液氢成本的途径，一是降低能耗，二是氢源，三是降低建设设备的成本。

8.液氢在氢能产业的储存、运输方面具有明显的优越性，是氢能产业商业化的导入期，积极开发液氢生产技术及其装备制造是大势所趋。

以下是演讲全文：

氢能产业链主要包括了四大部分：一是氢源（制氢）。二是氢的储存与运输。三是加氢站。四是氢的应用。在我们国家，氢的来源是多元化的，因此氢能发展过程当中怎么比较、怎么选择氢源，当前应该是很重要的问题。

制氢方面，我国从80年代开始研发，现在的产能已经到数十万立方米，包括天然气转化制氢、甲醇转化、各种含氢气体的提纯等。储存的方法有几种：一是高压气态储存，35兆帕、70兆帕或者90兆帕。液氢的储存主要是储氢密度比较大。

二是固态储氢，70兆帕来讲，每立方米溶剂的储氢量大概30公斤不到，也就是300立方米左右。液氢储存的特点就是储存密度大，每立方米单位体积的储存量也大。储氢材料，有固态储氢、有机液体储氢。液氢储氢还在研究过程当中，距离应用还有相当大的距离。有机液体储存氢会带出来杂质，里面一氧化碳含量和二氧化碳是大大超标的。

氢的储存容量要合理选择，无论是作为储能建设还是作为加氢站来讲，怎么选择储氢容量，应该受关注，要根据很多具体情况来确定。

氢的输送主要有三种方式，一个是高压气态运输，目前在国内外对于氢能汽车的发展是主流技术。二是管道输送，管道输送不受限制，规模优先以后，管道输送会在不久的将来可能成为很主要的运输方式。

低温液氢储氢，最主要的突出优点是刚才讲的储氢量大、安全稳定、输送效率高，但是液化能耗稍微高一点。刚才我讲的，如果说在500公里来讲，300公里到500公里液氢能耗高的问题跟高压气态氢相比较可以得到缓解。

这是几种储氢方式，刚才我说到那几个储氢方式，再把它归纳一下。1，金属氢化物，几个优点：密度大、纯度高、可靠性高、工艺简单。存在的不足：价格昂贵、结构优化、储存比较。有机液体储氢、液氨、甲醇储氢。很多单位、学校也在研究把液氨、甲醇作为储氢，国外也在研究，但是现在应用还是比较少。

金属氢化物已经有小规模的示范，金属氢化物的储氢、液态的储氢，如果我们国家叉车大量的推广这种方法是最好的，因为叉车用氢量很小，它的气瓶很小，所以采用这个储氢都是很好的，对进一步氢能汽车推广应用有很大的好处。

在2020年预测，主要是高压气态氢为主。2030年也会以高压气态氢为主，比例有所下降，液氢的比例会加大。我觉得这个比例能不能上去，很关键的是我们中国能不能加大液氢的运输，如果中国把液氢运输加大，我估计这个比例，2030年现在这个预测可能比例还会加大一点。

因为我们国家现在加氢站越来越多，尤其是中国是商用车为主，商用车加氢站的加氢量较多，每台车加氢量多，因此用液氢优点更加突出，这个预测是根据目前的预测，尤其对中国的液氢预测可能预测的比较小。2050的预测液氢还会增加。

有机液体储氢，这个比例我觉得很大程度要取决于日本和我国有机液体储氢能不能解决纯化的问题。我查了资料，日本研究，澳大利亚除了液氢船以外也有有机液体储氢，但是有机液体储氢终端要解决纯化问题，所以我觉得这个比例，这个预测是一个参考数字，但是尤其到2030年以后到2050年这个数字会不会有变化。

氢燃料电池加氢站的特点：1，加氢站要求氢的品质，严格控制杂质含量。因此在选择氢源的时候一定要关注杂质含量，要是高纯氢。

2，当前的主流还是高压气态氢，但是我们国家要积极研究研发液氢。

3，十分关注氢气的特性，就是加氢站的建造要十分关注氢气特性，易泄漏、易扩散、易着火爆炸，要避免泄漏、扩散、着火爆炸，要求设计建造严格按照现在的设计规范，包括加氢站规范，还有储存容器压力管道的规范。

4，加氢站和加气站相似而不相同。原来做加气站有经验的单位来做加氢站往往不重视氢的品质和特性，只看加气站和加氢站的相同性、而没有注意到不同性，因此在实践中会导致出问题

5，应该准确进行各种加氢站、合建站布置和安全设施的布置。必须要按照规范来做，特别是一些安全技术措施。

6，十分重视设备和管道及附件选择、质量管控.

目前我们国家加氢站的布局，现在我们国家加氢站大概现在已经建成加氢站30座左右。截至2019年目前，日本建成109座左右，美国大概60座左右，欧洲大概160多座，包括35兆帕和70兆帕各种类型的加氢站，加氢规模大多为400公斤以下。

加氢站由氢气压缩机、储氢容器、加氢机、站控系统四个主体设备构成。加氢站作为一个站必须要有土建公车、电气工程、给排水工程、排风工程、安全设施等。

液氢的氢能规模化加氢站，高压氢气加注、低温高压氢气加注。低温高压氢气加注，从液氢罐到增压泵增压，到加氢之前应该有气化器，气化器以后加氢，低温高压氢气加注储氢密度，这里介绍是两种办法，一个是70兆帕的高压液氢、气氢加压，还有一种是直接加液氢，这种方法存在很多问题，应用当中存在问题，当然现在也有人在用。

这里着重介绍两种，一个是70兆帕加注的气态氢，一个是低温高压的氢气加注，负200多度左右的充装到汽车上面，这里面的储氢密度跟液氢基本上接近，就是低温高压。对加氢系统难度有可能很快可以解决，但是低温高压的氢气瓶目前是一个难题，因为负200多度要考虑保温，到燃料电池反应的时候还是常温的气体。

我们国家要多元发展、共享成果。目前我们国家产量2000多万吨氢的产量当中，生产99%纯度以上的氢，其中90%以上是用于原料气或者生产过程的加氢用，工业气体应用大概2%到4%，因此在氢能发展的同时，在氢气、氢源生产的可以和过程加氢和工业气体用氢协同发展，尤其在氢能产业比较的初期，这样可以解决氢源的市场问题。

尤其是氢能汽车，汽车工业协会董扬的观点要发展几个主要的聚集区，比如长三角、珠三角和京津冀或者成渝地区，怎么建立比较规模化的氢源站，怎么样让它协同发展，协同发展的同时以便于推广我们的液氢产业。

对于氢能产业链发展需要明晰的几个问题：一是氢是能源载体，应与天然气、燃油相同监管，但不能改变危化品的属性，这是制定氢能产业的政策、法规、规范市场等的重要依据。

二是实现氢源低碳低成本的获得是发展氢能产业的基础，制定氢能产业规划建设和运营的重要条件。发展氢能的目的就是要低碳，要搞实现氢源低碳低成本的获得，是发展氢能产业的基础，也是制定氢能产业规划建设和运营的重要条件。

三是我国氢的总产量约为2000多万吨/年，分别为原料氢、炼化生产过程加氢、工业气体，作为能源载体目前只是示范，但是它们使用要求是很不相同的。

四是氢能基础设施不仅仅是加氢站、制氢、储存与运输不可缺。

目前加氢站建设多了以后，氢源的问题、储存问题是不可忽略的问题，当前应该精准的突破加氢站制氢设施的瓶颈，加大规划、建设和支持力度，这样才能解决氢源问题。

液氢的基本特性，主要两点，低温，就是负253度。降低能耗就是要合理选择流程、合理选择压缩机、提高透平压缩机的效率降低能耗，提高换热器。它的成本，降低液氢成本的途径，降低能耗是一方面，第二氢源的问题，第三建设设备的成本。

现在全球液氢的产能480吨/天，其中美国、加拿大占了85%，我国现在只有3座，位于北京、西昌和文昌，每天大概1-2吨，目前主要用于航天和军用。我国当前液氢生产比较低，液化设备由美国的AP、普莱克斯、法国法液空、德国林德等厂商提供的，国内航天101所、中科富海、国富氢能等单位都在进行氢液化系统的研究开发，在液氢应用方面，美国有约33.5%的液氢用于石化系统，18.6%液氢用于航空系统，大约10%的液氢服务于燃料电池车辆的加氢站。

氢液化设备工艺的状况。目前国家建设液氢装置，液氢相关装备进口困难、国产化任务迫在眉睫。美国商务部、大规模储运设备的限制、管制，对于航天领域也是有管制的，还有尤其是对10吨以上的氢液化基础设备、液氢阀门、膨胀机、液氢泵等关键设备是有限制的。

国产化任务迫在眉睫，我国应当大力推动航天液氢技术军民融合、开展民用液氢装备的研发和标准制定。好在我们在101的积极配合下，我们气标委会已经制订了三个标准。

液氢的主要工程应用前景，一个是航天，一个是车辆，一个是用氢装备供气系统。

还有工业用氢，不详细讲了。这里主要想多说一句的是，因为我国的氢能汽车主要以重卡、物流车、客车为主，未来可能潜艇等等都能用，所以我们一定要抓紧对于液氢的研究。

液氢在氢能领域中的应用制氢成本的比较。液氢从成本上是高的，但是高压氢的氢源成本是一样的，但是加工成本就是运输成本是比较高的。

液氢通过船运输是日本目前世界范围内分配氢能源的一种有效的方式。我们国家特别是大江大河的运输，像西南云贵川地区大量的水电富余氢。

这是应该明晰的几个问题：氢液化过程能耗高，可以由其在储运及应用端的优势来解决。液氢的制备、储运及应用装备技术突破。重点研发液氢工艺、膨胀机和其他关键部件，有技术基础的单位协同攻关，大概还需要3-5年就可以突破这个技术。液氢的安全性有待普及。液氢的标准规范应该抓紧做。

液氢和气态氢的安全性相似，只要认真执行准规范的规定要求，正确的设置安全设施，全面遵守安全操作规程，就可以避免事故和危险的发生。

最后，目前随着我国氢能产业的高速发展，氢源、氢的储存运输设施和加氢站的建设正在成为发展氢能产业必须精准解决的“瓶颈”。

液氢在氢能产业的储存、运输方面具有明显的优越性，在氢能产业商业化的导入期，积极开发液氢生产技术及其装备制造是大势所趋。各地区（地、市）应根据氢能产业的应用场景，充分利用自身特点，基础条件，规范建设液氢制备、储运的示范或基础项目，为加速建设我国的液氢生产、储运供应链做出贡献。

（文章内容来源：第一元素网）