氫被認為是理想的新能源,最有希望取代傳統能源成為能源的終極解決方案,由于氫能的諸多優勢,受到了各國的高度重視。
在博鰲亞洲論壇2019年年會上,就氫能和燃料電池進行了激烈的辯論。
會上,上海交通大學汽車工程院副院長殷承良稱,“制氫、儲氫、備氫整個流程涉及太多環節,每個環節的成本都是驚人的,恐怕沒有哪個國家可以承擔得起這么多的能源供給體系同時存在。”
氫能產業鏈三大環節,每個環節都有技術壁壘。
作為氫能利用的環節之一,氫氣的運輸是影響氫能產業發展的重要一環,但氫氣在運輸過程中存在諸多問題,比如運輸距離、儲氫方式、儲氫罐材質成本,政策規定完善等。
氫氣運輸可分為高壓、液氫、金屬固態、有機液這四種儲運方式,而這四種儲運方式應用領域規模的不同各具有其優勢,如何協同使用則是目前討論的關鍵。
高壓氣態運輸
據了解,高壓氣態運輸目前國內工作壓力是20MPa,工作溫度是-40~60攝氏度,工作條件寬泛、加注釋放方便、安全性高、技術成熟、能耗低,但隨著供應量增大所需車輛也大規模增加,使得加注和泄氣所需的空間和時間也增加,所以不適合大量長距離供應。
另外,在運輸上,需要采用專用的“魚雷管束車”。而魚雷管車也存在缺點,一輛魚雷管車,拉十來個管子,只能運輸不到300公斤氫氣,且充滿一個魚雷管,要花費六七個小時,時間太長,難以規模化復制。
據產業內人士介紹,氣氫拖車+氯堿副產氫是目前最優組合, 其氫氣成本范圍在17.9~19.2元/kg,已經具備經濟性。
基于200km左右運輸距離和每天10噸的運輸規模來看,氣氫拖車的成本可以達到2.02元/kg。
在10t/d的規模、不考慮過路費的情況下,200km的運氫價格為12.25元/kg、500km的運氫價格為12.54元/kg。
在100t/d的運輸規模下,200km的運氫價格為8.57元/kg,500km的運氫價格為8.85元/kg。
液氫運輸
液氫罐車是未來的重要方向,其運輸能力是氣氫拖車的十倍以上,配合大規模可再生能源制氫,是燃料電池大規模部署后的氫氣解決方案。
根據研究和顧問機構TrendBank的報告,氫氣液化過程的相關成本占運氫總成本的50%左右,液氫運輸運氫成本隨著規模的增大而降低,隨著運輸距離的增大成本也會增高,但是升高的幅度不大。
液氫運輸優于高壓氣態儲氣,用有機液儲氫運輸同樣相對于高壓儲氫,綜合成本下降約40% ,雖然運輸效率高,但脫氫溫度過高(>350℃),且存在副產物 。
管道運輸
管道運輸運營成本低、運輸規模龐大、安全性高、能耗低,但缺點是初始投資成本過高且只能點對點、國內條件苛刻,因此在供應需求量較小的條件下難成為主流。
據能鏈了解,目前全球氫氣管道排名前三的是美國(2600Km左右)、比利時(613Km)、德國(376Km)。目前,國內管道運輸氫氣只能在工業園區短距離運輸。
固態儲氫運輸
固態儲氫運輸方面,現階段技術還不成熟,都尚處于研究或者小規模實驗狀態。
目前,日本海外供氫來源主要有兩種,一是在文萊將氫氣與有機液合成為氫油,利用船運運輸到日本后在進行脫氫處理釋放并提純氫氣;二是來自澳洲的褐煤制氫,用液氫運輸至日本。
氫氣儲運除了技術上的問題外,在國內還有一項至關重要的決定性因素。
據業內人士表示 ,危化品是有運輸規定,運輸的罐箱或槽車因為屬于特種設備,中國相關的特種設備容器法規里有工業氣體,但是沒有明確注明氫這個介質。
目前,國內在氫氣運輸方面還沒有明確的規定,有待推動。據能鏈了解,富瑞氫能正在積極推進液氫標準法律法規的進程。
2019年氫能首次被寫入政府工作報告,隨著氫能產業不斷發展,相信不久的將來氫能儲運方面的規定也會提上日程。