氢能市场放量 液氢市场加速突破
核心提示：随着市场和政策驱动，2023年我国氢气产量将达4575万吨
中国已经是世界上最大的氢气生产国，数据显示，2022年我国氢气产量达4004万吨，同比增长19.8%。据预测，随着市场和政策驱动，2023年我国氢气产量将达4575万吨。
在国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中提出“提高高压气态储运效率，加快降低储运成本，有效提升高压气态储运商业化水平。推动低温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。”氢的供需错配导致储运成为氢气大规模应用的前提。我国氢能在地理分布位置上供应与负荷呈逆向分布，氢气资源“西富东贫，北多南少”，而在需求上恰好相反，因此氢气的储运技术显得至关重要。
高压气态储氢为国内目前最常用储氢形式，该储氢方式简便易行、能耗低、成本低、充放氢速度快，在常温下就可以进行放氢，受工作环境影响较小。但缺点明显，即质量体积密度相比其他储氢方法较小，储氢效率不高；且由于高压储存，安全性较差，容易产生爆炸风险。经济性方面，仅考虑氢气配送成本，500km时气态/LOHC/低温液态/管道的运输成本分别为9.57、3.01、2.62、1.45元/kg。考虑制、 储、运总成本后，长距离运输中液氢较气氢更占优势。储运高效和经济性优势：液态氢温度低达-253℃，储氢密度高达71g/L，相同有效装载容积下液氢罐的重量比各类型的高压储氢装备轻巧，更适合远距离运输，具有更高的运输效率和更低的运输费用；氢液化的能耗比氢压缩的能耗高十倍，但随着用氢规模增大，液氢能耗会逐渐降低；且在超过200km运输半径后，液氢运输成本亦低于气氢，因此在大规模用氢和远距离运输情况下，液氢比高压氢具有更好的经济性。液氢加氢站低成本扩容优势：液氢储罐占地面积小及高效储氢能力，200kg/d的液氢加氢站最大可扩容至2000kg/d的加氢能力，只需增加液氢泵、高压汽化器等辅助设备；同时，采用液氢泵增压能耗只有高压压缩机能耗的一半。目前，全球约400多座加氢站中，液氢储氢型加氢站占比接近40%，主要集中在美国、欧洲、日本。日本已建成的加氢站中约一半是液氢加氢站。可大规模获得超纯氢的先进技术：超纯氢在电子工业、冶金工业、石油炼化等行业应用广泛。氢的液化过程中杂质被固化，LH2纯度>99.999%，液氢再气化使用，纯度可提高至6~7N，能满足各种纯氢用户大规模使用。对于氢燃料电池，其性能和寿命受CO等杂质含量影响很大，氢的液化过程中杂质被固化，液氢的方式能很好保障燃料电池所需超纯氢的品质，保障燃料电池寿命。材质要求高：真空泵、液氢阀门价值量占比大，阀门、配件、管道、外壳、泵类成本占液氢储罐总成本52%以上，原因在于低温导致对其密封性、材质要求高。储存和运输挑战：液氢需要极低的温度和高压条件下才能保持液态，这增加了其储存和运输的复杂性和成本。液氢储存设施和容器需要特殊的绝热材料和安全措施。易燃和爆炸性：液氢是一种极其易燃的物质，与空气或氧气接触时具有爆炸风险。因此，液氢在使用和处理过程中需要严格的安全管理和控制。能源转化效率低：液氢的生产涉及能源转换和传输的多个环节，其中包括水电解、压缩和冷却等过程。这些转换过程可能会导致能源损失和低能源转化效率。供应链建设：液氢行业的发展还需要建立完善的供应链系统，包括生产、储存、运输和分配等环节。目前，液氢供应链的建设仍面临挑战，并需要相应的投资和技术支持。我国由于液氢技术仍处于起步阶段，氢液化系统核心设备仍然依赖进口，主要应用于航天领域，且产能较低、成本过高，民用领域应用仍处于空白状态。当前，在中科院理化所等相关科研机构的推动下，我国已基本掌握了氦制冷机循环预冷型大型氢液化器设计制造关键技术，目前已研制出1.5t/d的液氢制取装备，但是单套大于5t/d的仍处于空白。未来，我国将加快完善相关标准法规，推动液氢产业民用、商用化进程转变。
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