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日前證券時報·e公司記者走訪氫能代表企業(yè)發(fā)現(xiàn)，隨著政策密集發(fā)力和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善，氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)正在迎來系統(tǒng)性變革：儲運(yùn)裝備逐步升級，完善氫能管網(wǎng)布局，積極探索液態(tài)、固態(tài)等新型儲運(yùn)形式。
業(yè)內(nèi)人士呼吁，希望國家針對氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)提供專項(xiàng)支持，盡快完善行業(yè)規(guī)范，并推動碳?xì)涫袌鰠f(xié)同發(fā)展，全方位減少氫能的綠色溢價。
儲運(yùn)容器升級降本
“中國的氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)已處在‘1到10’的過渡階段，但仍在商業(yè)化前期，關(guān)鍵環(huán)節(jié)的商業(yè)化價值還未體現(xiàn)出來。”作為國產(chǎn)車載儲氫瓶廠商代表，中材科技（蘇州）有限公司執(zhí)行董事張?jiān)蜃C券時報記者表示，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展制約因素之一是氫氣的儲運(yùn)成本。
作為中集集團(tuán)旗下能化食品業(yè)務(wù)平臺，中集安瑞科是國內(nèi)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局的關(guān)鍵裝備制造商和工程服務(wù)商。據(jù)公司介紹，氫氣在常溫常壓下，具有分子式小、易散逸等特性，因此在制、儲、運(yùn)、加、用的過程中，對技術(shù)和設(shè)備保障有很高的要求。
與傳統(tǒng)能源相比，氫氣生產(chǎn)和儲運(yùn)需要投入較大的費(fèi)用來確保高效和安全，目前階段整體成本仍較高。據(jù)華安證券預(yù)估，僅儲運(yùn)氫環(huán)節(jié)就占?xì)錃饪偝杀镜?0%—40%。
目前，國內(nèi)氫能儲運(yùn)以成本相對較低的高壓氣態(tài)為主要形式。而儲氫瓶作為重要的儲存容器，逐步從I、II、III型向質(zhì)量密度更高、成本更低的碳纖維IV型瓶迭代。
2023年5月23日，國家標(biāo)準(zhǔn)《車用壓縮氫氣塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶》正式發(fā)布，意味著IV型瓶正式有標(biāo)可依。
據(jù)測算，在同等35MPa壓力等級下，Ⅳ型儲氫瓶成本為2865美元，比Ⅲ型儲氫瓶反而下降27%，主要原因就在于III型瓶儲罐采用大量金屬鋁材料，而IV型瓶采用價格較低的高分子聚合物且用量較少，一般為塑料內(nèi)膽。另外，包裹在內(nèi)膽外部、增加強(qiáng)度的碳纖維占據(jù)IV型瓶主要成本，目前已經(jīng)攻克了國產(chǎn)化難題，配套產(chǎn)業(yè)鏈體系已經(jīng)形成。
“儲氫瓶的核心原材料碳纖維過往主要依賴進(jìn)口，經(jīng)過不懈努力，如今已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。”張?jiān)蛴浾弑硎荆胁目萍甲鳛閲鴥?nèi)擁有70MPa IV型儲氫瓶生產(chǎn)資質(zhì)并建成自動化生產(chǎn)線的企業(yè)，目前設(shè)計(jì)年產(chǎn)能達(dá)3萬只，正在聯(lián)合車企客戶做適配車型的定制化開發(fā)。
中集安瑞科也在積極布局Ⅳ型氫能車載瓶，公司與挪威Hexagon Purus合資建設(shè)的Ⅳ型儲氫瓶生產(chǎn)線已完工，進(jìn)入生產(chǎn)許可取證和生產(chǎn)樣瓶階段。據(jù)介紹，合資工廠一期產(chǎn)能為2萬只儲氫瓶，總體廠區(qū)的規(guī)劃是10萬只，并預(yù)留擴(kuò)產(chǎn)空間。“從2024年6月起，Ⅳ型瓶將可以在國內(nèi)市場開始銷售，在此之前，我們加強(qiáng)氫能Ⅳ型車載瓶在東南亞等海外市場的營銷布局和業(yè)務(wù)拓展。”中集安瑞科方面向記者表示。
據(jù)悉，隨著更高壓力等級的Ⅳ型瓶在中國市場鋪開，配套設(shè)施也隨之跟進(jìn)，當(dāng)前新建的加氫站將適配壓力等級更高的加氫槍。
產(chǎn)業(yè)鏈適配高壓儲運(yùn)
由于當(dāng)前車載儲氫瓶成本仍然偏高，業(yè)內(nèi)企業(yè)正持續(xù)探索儲氫瓶生產(chǎn)的創(chuàng)新工藝，以提升安全性，降低成本。
未勢能源科技有限公司董事長張?zhí)煊鹣蛴浾呓榻B，關(guān)于儲氫瓶碳纖維復(fù)材層成型工藝，目前大多數(shù)工藝是碳纖維在纏繞工序中通過樹脂膠槽進(jìn)行浸潤后纏繞，將碳纖維和樹脂作為纏繞的兩種獨(dú)立原材料，行業(yè)通常稱為濕法纏繞工藝。
“未勢能源已經(jīng)在嘗試干法纏繞工藝，提前將碳纖維、樹脂通過預(yù)浸工藝生產(chǎn)為預(yù)浸帶，后將預(yù)浸帶作為纏繞的原材料進(jìn)行氣瓶纏繞，通過干法纏繞工藝可實(shí)現(xiàn)更高的纏繞效率和更好的產(chǎn)品穩(wěn)定性。”張?zhí)煊鸨硎荆靠谖恢妹芊庑约夹g(shù)瓶頸較大，尤其是高壓氣瓶，是安全和氫氣泄漏的關(guān)鍵區(qū)，怎么實(shí)現(xiàn)瓶口閥、氣瓶閥座、塑料內(nèi)膽的安全密封，已經(jīng)成為儲氫瓶極其關(guān)鍵的技術(shù)。
隨著壓力的升高，儲氫密度也逐步提升，運(yùn)輸成本逐步下降。中材科技方面預(yù)計(jì)，后續(xù)70MPa的Ⅳ型瓶將會明顯起量。另外，亞普股份也披露，公司已攻克70MPa IV型儲氫瓶技術(shù)難點(diǎn)，去年已經(jīng)獲某主機(jī)廠批量訂單。
“隨著中國標(biāo)準(zhǔn)的完善、壓力等級的提升，高壓氫氣管束車的經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑也會隨之提升。”中集安瑞科高管向記者介紹，去年公司已經(jīng)推出了國內(nèi)首臺高壓30MPa管束車，相較20MPa高壓管束車，經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑翻倍，有效降低運(yùn)氫成本；52MPa（運(yùn)氫車）的運(yùn)輸成本將會比20MPa進(jìn)一步顯著下降。
目前，中集安瑞科生產(chǎn)的加氫站站用儲氫瓶組最高壓力等級可以達(dá)到103MPa。
儲氫瓶存儲壓力級別的提升對安全性提出更高要求。張?zhí)煊鹣蛴浾弑硎荆?ldquo;氫燃料電池汽車安全性最核心的部件就是安全瓶（儲氫瓶），如果公稱工作壓力70MPa，我們水壓爆破測試會做到190MPa以上，通過觀察瓶子破裂形態(tài)，是撕裂、碎裂還是哪里有泄漏，以此來改進(jìn)設(shè)計(jì)。”
隆眾資訊氫能分析師高琳向記者表示，氫氣的儲運(yùn)是高效發(fā)展氫能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)在保障其安全性方面不斷出臺相關(guān)政策，4月30日，全國道路運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會在交通運(yùn)輸部網(wǎng)站發(fā)布了《氫氣（含液氫）道路運(yùn)輸技術(shù)規(guī)范》（計(jì)劃號：JT 2023—03）的征求意見稿，文件規(guī)定了氫氣在道路運(yùn)輸、裝卸安全、應(yīng)急處置等各方面的要求。
液態(tài)固態(tài)儲氫蓄勢待發(fā)
除了儲氫瓶，更大存儲容量的儲氫罐也在推動中。
去年7月，中集安瑞科中標(biāo)了內(nèi)蒙古華電包頭市達(dá)茂旗制氫項(xiàng)目的儲氫設(shè)施工程、采購、施工（EPC）項(xiàng)目，負(fù)責(zé)打造內(nèi)蒙古首座大型綠氫儲存球罐群，為綠氫一體化綜合項(xiàng)目的儲氫環(huán)節(jié)打造應(yīng)用示范項(xiàng)目。
“華電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)當(dāng)年中標(biāo)，當(dāng)年交付。隨著今年綠氫項(xiàng)目落地，電解槽需求釋放，更大容量的儲運(yùn)需求凸顯，預(yù)計(jì)今年國內(nèi)將迎來儲氫球罐招標(biāo)高峰。”中集安瑞科高管表示。2023年中集安瑞科的氫能業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)收入7億元，同比增長近六成，新簽訂單8.31億元，同比增長37%。目前中集安瑞科具備1萬立方米中壓氫氣球罐的建造能力，滿足可再生能源制氫項(xiàng)目的大規(guī)模儲氫需求。
相比氣態(tài)存儲，液態(tài)儲氫是通過高壓、低溫（-253℃）將氫氣液化，能儲存更高密度、更大容量的氫，也更適合中距離（300公里以上的城際間）低用量運(yùn)氫。據(jù)測算，液氫體積密度為80MPa下高壓氣態(tài)儲氫的2倍多，但制冷耗能大、儲存成本過高。目前低溫液態(tài)儲氫主要應(yīng)用于軍事航天等對氫氣純度要求較高的領(lǐng)域，并需要用到大量壓縮機(jī)。
隨著我國氫氣液化技術(shù)和產(chǎn)能的不斷提升，民用液氫儲運(yùn)也在逐步落地。
去年，中集安瑞科成功下線了國內(nèi)首臺商用液氫罐車；今年，中集安瑞科已經(jīng)開工建造國內(nèi)首臺液氫球罐，牽頭并參與多項(xiàng)液氫團(tuán)標(biāo)和相應(yīng)罐車行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定。另外，去年中科富海1.5噸/天的液氫裝置成功出海，國富氫能打造的中國首臺套年產(chǎn)10噸級液氫裝置落地齊魯氫能。
A股上市公司中，杭氧集團(tuán)氫能源裝備產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目日前啟動，成為浙江省內(nèi)第一個液氫關(guān)鍵裝備制造基地，主要生產(chǎn)適用于液氫領(lǐng)域的低溫液體泵及低溫閥、氫液化膨脹機(jī)、液氫槽罐車、氫氣壓縮機(jī)等氫能裝備。
此外，富瑞特裝披露，公司氫燃料電池車用液氫供氣系統(tǒng)產(chǎn)品已完成樣品研發(fā)制造工作，力爭盡快完成進(jìn)一步的產(chǎn)品性能檢測工作。公司募投項(xiàng)目“氫燃料電池車用液氫供氣系統(tǒng)及配套氫閥研發(fā)項(xiàng)目”達(dá)到預(yù)計(jì)可使用狀態(tài)日期，將延遲調(diào)整至2024年6月30日。
“目前國內(nèi)液氫產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)展較快，但在制取、裝備等環(huán)節(jié)尚不成熟，標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)還有待完善。此外，液態(tài)和氣態(tài)氫氣儲運(yùn)擁有各自應(yīng)用場景，不存在取代關(guān)系。”張?jiān)蛴浾弑硎尽?/span>
另外，壓力較低、體積儲氫密度更高的固態(tài)儲氫領(lǐng)域也獲關(guān)注。固態(tài)儲氫是以物理吸附或化學(xué)氫化物儲存，目前技術(shù)以鎂基、釩基、稀土等合金使用為主。2022年3月份發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021－2035年）》中就包括了固態(tài)儲氫，意味著國家將對固態(tài)儲氫（包括復(fù)合儲氫）進(jìn)行重點(diǎn)研究。
去年，由上海氫楓能源技術(shù)有限公司與上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心合作的噸級鎂基固態(tài)儲運(yùn)氫車已經(jīng)下線。上市公司中，寶武鎂業(yè)去年鎂基儲氫材料已經(jīng)試制出產(chǎn)品，經(jīng)客戶試用后，將逐步形成批量供應(yīng)。
據(jù)介紹，鋼廠通過固態(tài)儲氫可以極大提升用氫的安全性，并能實(shí)現(xiàn)規(guī)模儲存與運(yùn)輸，還能有效利用鋼廠的余熱供能，將極大推動鋼鐵從碳冶金走向氫冶金發(fā)展。