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作為氫能供應的必經環節，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。業內認為，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”。多位業內人士向記者坦言，除前端制氫、后端加注外，從制氫地到加氫站的中間環節，如今也越來越受到重視。在現有條件下，儲運已成為影響氫能應用的主要瓶頸之一。
繞不開的儲運環節
現有方式各存利弊
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。
所謂“中間”，是指氫能儲運和加注的環節。歐陽明高認為，隨著后期大規模的推廣應用，及燃料電池發動機技術的逐漸成熟，供應將不再是問題。相比之下，產業難題聚焦于儲氫、運氫及加注環節。
“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直接制氫，因此儲運作為氫能供應的必經環節，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、液態及固態三種主要方式。由于密度、設備、體積等條件不同，上述方式也各有利弊。
以低溫液態方式為例，北京海德利森科技有限公司總經理鞏寧峰介紹，作為全球研發重點，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，要把氣態的氫變成液態難度較大，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，氣態方式也面臨輕量化、高壓化及質量穩定等新的挑戰。
固態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
卻共同面臨經濟性制約
針對不同方式，業內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，影響儲運環節的最大瓶頸就是經濟性。”國際氫能協會副主席、清華大學教授毛宗強直言。例如液氫，雖有其優勢并受到很多追捧，但也要看到，制造液氫的成本目前并不算低。“運輸環節省錢了，制造液氫卻要花費高昂代價。綜合來看，經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，短期內在民用領域推廣不太可能。”
除了技術，何廣利認為，規模是影響經濟性的關鍵之一。“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，只有應用規模上來了，基礎設施才能真正完善，從而實現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降成本。”
鞏寧峰認為，由于規模有限，不同技術路線的運輸半徑也有待驗證。“比如高壓氣態運輸，在100-200公里半徑內尚具備經濟性。再遠的話，運輸成本將呈幾何級增加，從而造成不經濟。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，能夠實現安全、高效且經濟的氫能儲運？
在何廣利看來，現有儲運技術、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、供氫網絡、技術發展等因素，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。”
中國氫能聯盟日前發布的《中國氫能源及燃料電池產業白皮書（2019版）》也預測，氫能儲運將按照“低壓到高壓”“氣態到多相態”的方向發展，由此逐步提高氫氣儲存和運輸的能力。遠期（2036-2050年）來看，高密度、高安全儲氫將成為現實，完備的氫能管網也將建成，同時出臺固態、有機液態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，在哪里發現、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、再發電，還要根據需求而定。“至少目前來看，沒有哪一種方式占了絕對優勢，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。”
