作為氫能供應的必經(jīng)環(huán)節(jié)，氫能儲運備受關注。前一步怎么儲，決定著后一步怎么運，但無論哪種儲運方式，降成本都是當務之急。業(yè)內(nèi)認為，未來供氫模式不會局限于某一種，而是一個包括多種技術路線的綜合供氫網(wǎng)絡，而氫能儲運方式要匹配其最適合的應用場景。

一個月前發(fā)生在挪威奧斯陸郊外的加氫站爆炸事故原因日前終于查明——主要是在高壓儲存裝置的氫氣罐中，某個特定插頭裝配錯誤所致。

一個“小小”的插頭導致嚴重事故，這不是危言聳聽。在其背后，更涉及氫能儲運的“大問題”。多位業(yè)內(nèi)人士向記者坦言，除前端制氫、后端加注外，從制氫地到加氫站的中間環(huán)節(jié)，如今也越來越受到重視。在現(xiàn)有條件下，儲運已成為影響氫能應用的主要瓶頸之一。

繞不開的儲運環(huán)節(jié)

現(xiàn)有方式各存利弊

以氫燃料電池商用車為例，應用瓶頸“不在兩頭，在中間”——日前在2019世界新能源汽車論壇上，中國科學院院士歐陽明高這樣強調(diào)。

所謂“中間”，是指氫能儲運和加注的環(huán)節(jié)。歐陽明高認為，隨著后期大規(guī)模的推廣應用，及燃料電池發(fā)動機技術的逐漸成熟，供應將不再是問題。相比之下，產(chǎn)業(yè)難題聚焦于儲氫、運氫及加注環(huán)節(jié)。

“氫氣的儲存和運輸不分家，前一步怎么儲，決定著后一步怎么運。由于政策要求，我國目前暫不允許在加氫站內(nèi)直接制氫，因此儲運作為氫能供應的必經(jīng)環(huán)節(jié)，值得關注。”北京低碳清潔能源研究院新能源中心助理主任何廣利告訴記者。

記者進一步了解到，氫氣的儲、運目前均分為氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)三種主要方式。由于密度、設備、體積等條件不同，上述方式也各有利弊。

以低溫液態(tài)方式為例，北京海德利森科技有限公司總經(jīng)理鞏寧峰介紹，作為全球研發(fā)重點，液氫具有高密度、體積小等特征，能夠使儲運變得簡單，尤其可滿足遠距離、大運量的需求。“但同時，要把氣態(tài)的氫變成液態(tài)難度較大，所需容器設備要求很高。此外由于政策因素，我國暫無民用液氫的運輸案例。”

氣態(tài)儲運方式，目前在我國應用最為普遍。簡單來說，先將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里，再通過長管拖車或管道進行運輸。鞏寧峰表示，在技術成熟的基礎上，氣態(tài)方式也面臨輕量化、高壓化及質(zhì)量穩(wěn)定等新的挑戰(zhàn)。

固態(tài)儲運則是以金屬氧化物、納米材料等作為載體。雖存在操作便捷、安全性高及儲氫體積密度大等先天優(yōu)勢，但這一方式尚處小范圍應用的攻克階段。“載體的體積膨脹、傳熱、氣體流動等任一因素，均有可能影響儲運效果。”鞏寧峰稱。

技術路線各異

卻共同面臨經(jīng)濟性制約

針對不同方式，業(yè)內(nèi)長期爭論頗多且未有定論。但多位人士仍同時指出，無論對于哪種方式，降低儲運成本都是當務之急。其制約因素，包含了儲運技術、設備水平、應用規(guī)模、運輸半徑等多種因素。

“未來，技術、安全等方面不存在大的問題，影響儲運環(huán)節(jié)的最大瓶頸就是經(jīng)濟性。”國際氫能協(xié)會副主席、清華大學教授毛宗強直言。例如液氫，雖有其優(yōu)勢并受到很多追捧，但也要看到，制造液氫的成本目前并不算低。“運輸環(huán)節(jié)省錢了，制造液氫卻要花費高昂代價。綜合來看，經(jīng)濟性仍待進一步提高。”

鞏寧峰對此表示贊同。他稱，日、美、德等國家，現(xiàn)已將液氫運輸成本降至高壓氫氣的1/8左右，并不斷擴大應用范圍。“不可否認，低溫液氫運輸是未來一個大方向。但在我國，受制于技術、設備水平，液氫轉化成本相對偏高，短期內(nèi)在民用領域推廣不太可能。”

除了技術，何廣利認為，規(guī)模是影響經(jīng)濟性的關鍵之一。“隨著不斷進步，技術、設備等層面的問題將逐步解決。但要想真正降低成本，充分認識‘大氫能’的概念是前提。”

在他看來，車用只是氫能發(fā)展的一個方面，作為清潔、高效的二次能源，氫能應用范圍理應更廣。“‘大氫能’概念，意味著氫絕不單單供給燃料汽車。反過來，只有應用規(guī)模上來了，基礎設施才能真正完善，從而實現(xiàn)車用氫能儲運等成本的分攤、降低。這也是為何在當前條件下，各條儲運路線均難真正實現(xiàn)降成本。”

鞏寧峰認為，由于規(guī)模有限，不同技術路線的運輸半徑也有待驗證。“比如高壓氣態(tài)運輸，在100-200公里半徑內(nèi)尚具備經(jīng)濟性。再遠的話，運輸成本將呈幾何級增加，從而造成不經(jīng)濟。但這個半徑到底是多少，還需通過實踐驗證。”

適應不同應用場景

儲運“暗藏”更多選擇

究竟什么樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效且經(jīng)濟的氫能儲運？

在何廣利看來，現(xiàn)有儲運技術、裝備逐漸走向成熟，關鍵在于找到真正適用的方式，并在達標基礎上降低成本。“結合用能需求、供氫網(wǎng)絡、技術發(fā)展等因素，未來供氫模式不會局限于某一種，而是一個綜合供氫網(wǎng)絡包含不同路線，并站在全生命周期的角度來考評其效率。”

中國氫能聯(lián)盟日前發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書（2019版）》也預測，氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態(tài)到多相態(tài)”的方向發(fā)展，由此逐步提高氫氣儲存和運輸?shù)哪芰Α＿h期（2036-2050年）來看，高密度、高安全儲氫將成為現(xiàn)實，完備的氫能管網(wǎng)也將建成，同時出臺固態(tài)、有機液態(tài)等儲運標準及管道輸配標準作為配套。

“談及氫能儲運，常有觀點將其類比天然氣儲運，我想這不一定合理。”何廣利進一步提醒。天然氣作為一次能源，在哪里發(fā)現(xiàn)、從哪里運出，儲藏地就是“起點”。氫能則是二次能源，只有原料地，而沒有儲藏地一說。也正因此，給儲運帶來更多選擇。“到底是在原料地制取、運輸，還是把原料運出后制取，或是制成某種中間體之后，再運出、制取。三種完全不同的方式，將帶來不一樣的效果。但目前，討論更多的只是先制氫、再運輸。”

何廣利表示，氫能其實更適合參照電的供應模式。到底采取集中還是分布式供電，到底直接輸電還是先運煤、再發(fā)電，還要根據(jù)需求而定。“至少目前來看，沒有哪一種方式占了絕對優(yōu)勢，或者說以后一定要走某條路。面對選擇，我們還需科學論證、謹慎對待。”