西安交大研發(fā)復(fù)合儲氫材料 氫能儲運(yùn)有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化

• 黃江 2023年9月26日 來源：新浪 1299 85
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隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求不斷提升，儲運(yùn)成為氫能降本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。調(diào)研獲悉，氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)正通過建設(shè)制加氫一體站、提升儲氫壓力、拓展運(yùn)輸方式等多路徑尋求降本，有望率先受益于氫能市場整體放量增長。

氫儲運(yùn)是氫能產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，氫氣儲運(yùn)效率低、安全隱患大、成本高等難題，成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。2012年，西安交通大學(xué)成立新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心，圍繞儲能與能量轉(zhuǎn)換從材料進(jìn)行原始創(chuàng)新。

西安交大研發(fā)復(fù)合儲氫材料

在成永紅、張錦英等教授的帶領(lǐng)下，該研究中心開發(fā)出一種石墨烯界面納米閥技術(shù)，在微米的金屬氫化物上實現(xiàn)納米石墨烯的封裝，成功解決金屬氫化物空氣安全和可控釋氫難題，研制出可以放在手上的復(fù)合儲氫材料。它可以滿足氫氣大規(guī)模存儲與運(yùn)輸需求，并能廣泛用于工業(yè)制氫、電力儲能、移動應(yīng)用等場景，為氫能儲、運(yùn)、用提出了新方案。

依托西安交通大學(xué)“金屬氫化物@石墨烯復(fù)合固態(tài)儲氫材料”原創(chuàng)成果，成永紅教授成立西安一九零八新能源科技有限公司，讓科技成果走出實驗室、走向生產(chǎn)線。7月，該公司兩條日產(chǎn)百公斤級鈉鈣基和鋁鈉基復(fù)合儲氫材料循環(huán)中試線建成投產(chǎn)，實現(xiàn)“金屬制備—金屬氫化—復(fù)合材料制備—釋氫副產(chǎn)物回收利用”全技術(shù)鏈條驗證，材料儲釋氫重量密度最高14%以上，可為氫氣的大規(guī)模存儲與遠(yuǎn)距離運(yùn)輸提供更有效的解決方案。目前，該公司已完成單套系統(tǒng)年產(chǎn)3000噸的工藝包設(shè)計，為后續(xù)大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。

從生產(chǎn)到運(yùn)輸再到加氫站，氫氣儲存幾乎涉及氫能全產(chǎn)業(yè)鏈。若不考慮消除整個儲運(yùn)環(huán)節(jié)，還可通過提升存儲壓力提高儲運(yùn)效率、降低成本。目前，氫氣儲存的方式主要有三種，分別是氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。

氫能儲運(yùn)有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化

氫能儲運(yùn)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)。由于氫氣密度非常小，單車氫氣運(yùn)輸量少，導(dǎo)致運(yùn)輸效率低、成本高，其成本占?xì)錃饪偝杀镜?0%-40%。

以目前市面上主要的商用運(yùn)輸手段——高壓氣態(tài)運(yùn)輸為例，20MPa的氫氣運(yùn)輸車整車+氫氣重量接近40噸左右，但實際有效的氫氣運(yùn)輸量僅300多公斤，占整車重量的不足1%。

隨著產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求不斷提升，儲運(yùn)成為氫能降本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。調(diào)研獲悉，氫能儲運(yùn)環(huán)節(jié)正通過建設(shè)制加氫一體站、提升儲氫壓力、拓展運(yùn)輸方式等多路徑尋求降本，有望率先受益于氫能市場整體放量增長。

上海氫楓能源技術(shù)有限公司首席技術(shù)官宣鋒在2023國際氫能與燃料電池汽車大會暨展覽會上表示，三種方式各有特點(diǎn)優(yōu)勢，但也存在一定局限性，最重要的是在合適的場景找到合適的儲運(yùn)氫方式。

綜合來看，高壓氣態(tài)儲氫在中短期內(nèi)仍將是主流方案，未來低溫液態(tài)儲氫及固態(tài)儲氫有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化。

氫能用市場規(guī)模將達(dá)2.5萬億美元

國際氫能委員會預(yù)測，到 2050年，全球范圍內(nèi)氫能占全部能源消費(fèi)的比重將提高到18%，氫經(jīng)濟(jì)的市場規(guī)模將達(dá)到 2.5 萬億美元。

我國氫能發(fā)展雖然起步相對較晚，但已形成較大的規(guī)模，目前已經(jīng)成為了世界上最大的制氫國。截至2022年底，我國各地方發(fā)布?xì)淠苷叱?00項。當(dāng)前，已有超過三分之一的中央企業(yè)在氫產(chǎn)業(yè)鏈上布局發(fā)展。

今年以來，相關(guān)氫能項目開展得如火如荼，譬如，甘肅省4GW光伏離網(wǎng)制氫項目啟動招標(biāo)，單體制氫規(guī)模創(chuàng)國內(nèi)新高，招標(biāo)規(guī)模超預(yù)期;內(nèi)蒙古自治區(qū)的第二批風(fēng)光氫儲項目啟動，下半年有望開啟第三批、第四批項目建設(shè)，等等。

對于未來，國家信息中心經(jīng)濟(jì)預(yù)測部產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)室主任魏琪嘉在接受央視財經(jīng)采訪時也表示，以氫能牽動產(chǎn)業(yè)鏈綠色化轉(zhuǎn)型帶來產(chǎn)業(yè)受益為例，潛在產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到10萬億元。

根據(jù)中研普華研究院《2023-2028年中國儲氫材料行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：

氫氣的運(yùn)輸是氫能發(fā)展道路上又一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在氫氣總成本中占比達(dá)到20%-30%。氫氣的運(yùn)輸方式主要由氫氣的儲存形式及運(yùn)輸距離決定，目前主要包括長管拖車、氫氣管道、液氫槽車三種。

從儲運(yùn)綜合成本來看，高壓長管車仍是短距離、小規(guī)模氫氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，隨著運(yùn)輸里程增加，管道運(yùn)輸、液氫槽車等方式的經(jīng)濟(jì)性逐步凸顯。

從規(guī)模來看，目前我國輸氫管道規(guī)模較小，總里程約400公里，在用管道僅百公里左右，主要由中國石油、中國石化、國家電投等大型國企建設(shè)。其中，中國石化巴陵—長嶺氫氣輸送管線，全長42公里，是目前國內(nèi)已建成的最長氫氣輸送管線。

根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》測算，2030年我國氫氣管道總里程將達(dá)到3000公里。2023年4月，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》?！拔鳉鋿|送”管道全長400多公里，是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。

同時，我國也在積極推動管道運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)進(jìn)步。2023年6月，在哈密國家管網(wǎng)集團(tuán)管道斷裂控制試驗場，我國首次高壓力純氫管道試驗取得成功，工作人員完成了6.3兆帕管道充氫測試和9.45兆帕管道爆破測試，各項結(jié)果均達(dá)到預(yù)期。

2023全球氫能領(lǐng)域投資總額5000億美元

關(guān)于全球氫能產(chǎn)業(yè)的未來，據(jù)國際氫能委員會預(yù)測，到2030年，全球氫能領(lǐng)域投資總額將達(dá)5000億美元;到2050年，氧能將滿足全球18%的終端能源需求。氧能產(chǎn)業(yè)將創(chuàng)造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，并創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值，將為全球能源轉(zhuǎn)型和減碳事業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)。

自2019年，我國氫能產(chǎn)業(yè)駛?cè)肓税l(fā)展快車道。2022年3月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，提出要建立“1+N”政策體系，明確氫能戰(zhàn)略定位，部署產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)。

我國各地方政府也發(fā)布了很多氫能政策。截至2022年底，各地發(fā)布的政策超300項，政策類型多方面，支持方向以氫能交通應(yīng)用向跨行業(yè)耦合應(yīng)用場景拓展。

進(jìn)入2023年，氫能行業(yè)獲政策的支持力度更大。譬如，2023年1月份，湖南省長沙市發(fā)改委發(fā)布的《長沙市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案(2023年—2025年)》提出，到2025年，氫能產(chǎn)業(yè)培育初見成效，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高，氫能示范應(yīng)用取得明顯效果;2023年6月份，廣東省能源局印發(fā)的《廣東省推進(jìn)能源高質(zhì)量發(fā)展實施方案》提出，聚焦氫能核心技術(shù)研發(fā)和先進(jìn)設(shè)備制造，加快培育從氫氣制備、儲運(yùn)、燃料電池電堆、關(guān)鍵零部件和動力系統(tǒng)集成的全產(chǎn)業(yè)鏈。

在氫能研發(fā)方面，據(jù)中國石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院的文章，中國氫能技術(shù)研發(fā)與專利迎來爆發(fā)期，年均增速超20%，年均申請量超過8000件。2021年，中國氫能專利申請量占全球的77%，有效氫能專利占全球的45%。這使得我國已成為全球氫能專利產(chǎn)出的主要國家。這當(dāng)中，截至2022年9月底，中國氫能“制-儲-輸-用”全產(chǎn)業(yè)鏈專利總量達(dá)到119629件，產(chǎn)業(yè)鏈中下游專利占比達(dá)到73.6%。

當(dāng)前，氫能清潔高效的供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)正在形成。氫源結(jié)構(gòu)呈“穩(wěn)灰增綠”，灰氫仍是主體，發(fā)展空間有限，綠氫示范提速，多條路線并重。

我國相關(guān)企業(yè)也積極行動起來。當(dāng)前，已有超過三分之一的中央企業(yè)在氫產(chǎn)業(yè)鏈上布局發(fā)展，覆蓋了煤炭、電力、石油天然氣、核能等各個重要的能源領(lǐng)域。研報顯示，據(jù)不完全統(tǒng)計，截止 2021 年末，我國針對氧能產(chǎn)業(yè)的投資基金累計規(guī)模超800億人民幣。2020年-2021年公開可查詢的基金規(guī)模已超越 2015-2019年基金規(guī)?？偤?。

具體項目方面。6月25日，據(jù)國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司消息，9.45兆帕全尺寸非金屬管道純氫爆破試驗在位于新疆哈密的國家管網(wǎng)集團(tuán)管道斷裂控制試驗場成功實施，這標(biāo)志著國內(nèi)首次高壓力多管材氫氣輸送管道中間過程應(yīng)用試驗圓滿完成，為我國今后實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠(yuǎn)距離純氫運(yùn)輸提供了技術(shù)支撐。

《2023-2028年中國儲氫材料行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預(yù)測報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對儲氫材料行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預(yù)測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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