我国低温液态氢储运技术已实现从0到1的跨越

由中国产业发展促进会氢能分会（简称“氢能促进会”）联合30余家氢能产业龙头企业和科研院校共同编写的《中国氢能技术发展研究报告2024》（简称《报告》）近日在京发布。

《报告》着眼于我国氢能全产业链技术发展现状与趋势，围绕氢能“制储输用”各关键环节，从技术发展现状、不同技术路线对比、核心技术与关键装备水平、国内外技术水平比较等方面进行了全面梳理，并立足全球氢能技术前沿发展方向与我国氢能产业发展实际需要，分析并提出了我国氢能全产业链各环节关键技术发展方向的科学建议。

《报告》指出，低温液态氢储运技术体积储氢密度大，是实现氢气大规模、长距离储运的有效途径之一。大规模氢液化装备具有技术密集度高、系统集成复杂、运行工况严苛、液化过程控制精密等特点。我国氢液化技术发展起步较晚，且液氢装备制造难度大，技术门槛高，同时国内大型氢液化核心设备受到国外相关贸易政策管制，致使氢液化冷箱等关键设备及技术发展滞后。近年来，国内积极开展氢液化系统集成及核心零部件研发，并取得较好成果，液氢装备国产化替代呈现加速趋势。

根据《报告》，氢液化一般采用气体液化循环，一般可分为节流液化循环、氦膨胀制冷液化循环和氢膨胀制冷液化循环3钟技术路线，其中带膨胀机的氢液化循环单位能耗较低，应用也更为广泛。

目前，氢液化装备主要采用氦膨胀制冷液化循环和氢膨胀制冷液化循环工艺。氦制冷的氢液化装置难度较低，氢膨胀制冷循环的单位能耗较低，大规模氢液化装置多采用氢膨胀制冷液化循环工艺。

液氢储存技术按照是否有外界主动提供能量，可分为被动绝热和主动绝热2种路线。被动绝热技术不依靠外界能量输入来实现热量的转移，该技术主要通过物理结构设计来减少热量的漏入，从而减少冷量损失，达到绝热的目的。

常用于液氢储罐的被动绝热方式是真空多层绝热。主动绝热技术通过采用制冷机主动提供冷量，从而实现与外界的漏热平衡，进而达到更高水平的绝热效果。主动绝热技术常用在一些闪蒸汽的再液化流程中应用。此外，通过主动绝热技术与被动绝热技术结合，可以实现低温液体的零蒸发储存。

《报告》指出，目前我国低温液态氢储运技术已实现从0到1的跨越，并进入加速发展阶段。大型氢液化设备正逐步实现成套装备的国产化，已完成了具备自主知识产权的首套10t/d大型氢液化装置研制；拥有完全自主知识产权的氦螺杆压缩机整机效率达到国际先进水平，并在国产氢液化装置中得到成功应用；国内多家企业与院校已具备氢透平膨胀机独立设计制造能力；自主研发的正仲氢转化催化剂性能已达到国际先进水平；总容积为400m³、液氢储量达25t的首台商用液氢球罐开工建设；首台民用40m³液氢槽车顺利下线；20000m³级的液态氢运输船完成设计工作。