相比于氣態氫,液氫具有高效可控、不易污染、品質穩定等特點,將成為燃料電池汽車規模化應用的重要推動力。液氫技術也是全球公認的可大規模獲得超純氫的先進技術。
規模是決定氫液化能耗和成本的關鍵因素。據測算,2噸/天及以下規模,氫液化的能耗超過20kWh/kg;當液氫工廠規模達到50噸/天時,氫液化的能耗可降低至8~9kWh/kg;隨著規模進一步擴大至150噸/天,液化能耗可降低至6kWh/kg。當液氫工廠的規模由5噸擴大至50噸/天時,氫液化的總成本可降低至50%,未來50-150噸/天規模有可能降低至40%。
同時,決定液氫規模的則是液氫技術及液氫裝備。液氫對于氫氣長距離儲運是最有優勢的,然而關于液氫裝備制造方面卻成為挾制液氫發展的首要難題。即便如此,中科富海也于近期傳出好消息。
近日,由中科院理化所設計、中科富海公司生產制造的國內首個國產化5噸/天大型氫氣液化裝置的核心關鍵設備——5噸/天氫液化器大型臥式冷箱正式下線。
中國科學院理化技術研究所研究員、科技部國家重點研發計劃液氫項目首席科學家謝秀娟介紹,5噸/天氫液化裝置大型臥式冷箱在國內首次研制,漏率優于10-8 Pa.m3/s,外形尺寸長14.7m×寬6m×高5.4m。采用具有自主知識產權的真空超級絕熱技術、超級絕熱支撐技術、低溫管道柔性補償技術。整臺設備由低溫換熱器組、重載氫透平膨脹機組、正仲氫轉換器等組成。該設備的成功下線標志著我國首次突破了大型氫液化裝置的關鍵技術與集成創新,為后續成套大型5噸/天液氫工廠示范奠定了堅實基礎。
液氫具有經濟性、高效性、安全性,將成為與可再生能源電氫耦合最佳的匹配路線之一;液氫是解決氫能大規模儲存運輸的有效手段,能夠大幅降低氫的運輸成本和綜合成本;液氫產出的高純度氫可最大限度滿足在交通、半導體電子、氫燃料電池的應用;液氫將可能成為一個支撐洲際貿易大規模利用的綠色能源。
國內知名液氫相關企業介紹
1.北京航天101所
1958年,美國研制出世界上第一臺氫氧火箭發動機RL-10。中國在1961年開始研究液氫,氫能裝備試驗與檢測隨之誕生,同年我國第一個火箭發動機試驗研究機構——國防部第五研究院試驗站成立,成為我國火箭動力試驗事業的開端,而試驗站就是今天航天101所的前身。2018年,中國航天科技集團有限公司(中國航天)成立了氫能工程技術研發中心,憑借航天液氫及氫相關產業鏈的技術優勢,向民用領域推廣成為發展的重要方向。而作為中國航天下屬的航天101所,其最大的優勢便是氫能裝備試驗檢測。
2. 中科富海
北京中科富海低溫科技有限公司2016年8月成立于北京,注冊資本18717.3641萬元人民幣。中科富海是以中科院理化所兩代院士領軍的數十年大型低溫工程技術成果為基礎,以兩期3.6億國家重大科研裝備專項支持產生的研究成果為核心,匯集海內外知名專家學者,高端裝備智能制造、金融與產業資本等創新要素為一體而成立的高新技術公司。公司擁有20K-2K核心關鍵技術,致力于提供氫氦大型制冷/液化裝備與低溫工程解決方案、LNG-BOG低溫提氦裝備與氦氣資源解決方案、液氫供應與氫氣PSA純化裝置、高純稀有氣體、工業氣體綜合回收利用等工程業務,是首家具有自主知識產權的集大型低溫制冷裝備設計制造、工程系統解決方案與民族工業氣體服務供應商。目前,中科富海與中科院理化所在北京成立了聯合工程設計中心,在廊坊建設了研發測試基地;在廣東中山成立了中科富海(中山)低溫裝備制造有限公司,負責低溫裝備的制造、集成與調試,注冊資本人民幣3.7億元;同時成立了中科富海(揚州)氣體有限公司和杭州氣體業務中心。
3. 國富氫能
江蘇國富氫能技術裝備股份有限公司(簡稱“國富氫能”,原張家港富瑞氫能裝備有限公司),公司專業從事氫氣增壓裝置與加氫站成套設備、車載供氫系統、液氫儲存容器、液氫罐箱等產品的設計、制造和相關的技術及銷售服務,并承接氫氣液化工廠等工程項目的設計與裝備提供。在上游的制氫,中下游的儲運、配送和終端供氫裝備等領域,以提供清潔能源裝備為使命,依靠先進的技術和專業經驗,致力成為國內領先的氫能裝備全產業鏈一站式設備提供商。
4. 中集圣達因(中集安瑞科旗下企業)
公司系全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會移動式壓力容器分技術委員會專業委員單位、國家火炬計劃重點高新技術企業、江蘇省高新技術企業;專業從事液氧、液氮、液氬、液態二氧化碳及液化天然氣(LNG)等低溫液體貯罐、槽車、罐式集裝箱、低溫絕熱氣瓶等危化品儲運裝備的設計、制造、銷售和相關技術服務,并承接LNG/L-CNG汽車加氣站、LNG氣化站、大型常壓儲罐、子母罐、球罐、水上加注、運輸及燃料供氣系統等各類低溫工程應用的總承包業務。是國內天然氣液化裝備龍頭企業,承擔了氫能液化裝備的國家863科研項目。