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20t/d+，中国民用液氢产业已就绪？

势银能链 · 公众号 · · 2024-12-27 11:30

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近日，福田卡文汽车新品发布会成功举行，会上发布了面向干线物流全场景的液氢重卡概念车型。据了解，该液氢重卡使用液氢作为能源载体，可实现续航里程大于1100公里，而该车型的发布也引起了国内民用液氢应用领域的一大关注热门。

那为何该液氢重卡概念车的发布，会引起大家的兴趣呢？势银能链认为，液氢重卡受到关注的本质在于对民用液氢发展的关注。因为抛开商业宣传层面来说，液氢重卡的背后是一套完整的液氢制、储、运、加、用产业链。

5t/d液化装备下线再下线，10t/d还会远吗？

首先，液氢是氢的液态形式，其温度约为-253℃，常压储存。这就意味着在制取出氢气之后，还须通过专业的液化装备才可制取液氢，而该环节也是业内传言“液氢贵”的主要来源。

事实上，随着我国民用液氢液化领域的不断突破，国内民用液氢已具备了规模化制备条件，可满足当下液氢应用需求。单以2024年来看，国内就已下线近20吨/天的氢液化装置（根据公开信息整理，欢迎指正补充）——

12月， 中科清能自主知识产权5吨/天氢液化装备成功下线 ，该设备技术成熟、自主性强，同时具备高安全性、可靠性、整体效率、高度自动化、精确测量控制以及制造集成化等显著优势；
11月， 航天科技集团六院101所、航天氢能科技有限公司联合研制的国产首套氢克劳德循环5吨/天氢液化系统顺利完成72小时可靠性测试，稳定产出液氢。 测试结果表明，氢液化系统额定工况下产量5吨/天，峰值产量6.6吨/天，仲氢含量99.06%，平均能耗11.84kW·h/kg液氢（含液氮消耗）；
3月， 由中科院理化所牵头，中科富海参与建设的国产首套具有自主知识产权的5吨/天大型氢液化装置顺利通过测试验收。 在满负荷运行条件下，氢气液化率3070.2L/h（约5.17吨/天），液氢产品的仲氢含量98.66%，液化系统能效比12.98kW·h/kg液氢（含液氮损耗），透平膨胀机绝热效率均超过80%。

此外，国富氢能10吨/天氢液化工厂也已进入最终调试阶段，蜀道装备、杭氧集团等也已纷纷加码液氢领域，我国民用液氢领域已从“0-1”正式迈入“1-10”阶段。

液氢储与运均有进展，大规模液氢储运时代在即

在相同的体积下，液氢的质量约是标准氢气的788倍、是20MPa氢气的4.8倍、35MPa氢气的3倍、70MPa氢气的1.8倍；同时液氢具有运输成本低、氢纯度高、计量方便等优势，更适合大规模部署和运输，所以液氢又被称为是未来氢能远距离氢储运及大规模氢应用的“优选方案”。

而以目前常见的20MPa氢气长管拖车（水容积计27m³）为例，其载氢量约350-550kg，而一辆同等大小的液氢槽车（水容积约为40m³），可实现常压运氢超2500kg，具有相对安全、高效的优势。

同时，当下高压气态长管拖车的经济运输半径为200km，而液氢运输对距离并不十分敏感，这意味着，虽然液氢在制取成本中稍高于高压气氢，但在后端储运环节两者差距可基本抹平，且随着距离的提升，液氢运输的距离不敏感性优势也将更为突出。

且随着液氢产能规模的提升，也将降低液氢设备成本与液化能耗，进而使得液氢整体运输成本下降。

在液氢储运装备领域，2023年中集安瑞科旗下张家港中集圣达因低温装备有限公司研制的国内首台商用液氢罐车就已成功下线；而 中集圣达因设计开发的国内首台商用液氢球罐在安徽阜阳于今年3月正式开工， 该项目中的液氢球罐为双层真空球形容器，总容积400立方米，液氢装载量可达25吨以上。

除此之外，今年液氢储运环节尤其是液氢海运有着多项进展（根据公开信息整理，欢迎指正补充）——

10月，由 中国海油气电集团执行的全球最远液态氢海运示范项目运输船顺利抵达深圳盐田港，完成首船吨级以上液态氢长距离跨洋运输。
9月， 陕西航天动力节能科技有限公司发布公告称，拟使用自有资金投入液氢罐箱工艺技术开发及生产能力建设项目。 该项目建设周期为12个月，项目完成后，达产年将形成20台液氢罐箱、1000套车载液氢气瓶的生产能力。
4月，中国船舶集团有限公司旗下第七〇八研究所发布2型液化氢运输船设计方案，其中180000立方米级和20000立方米级液化氢运输船已完成基本方案论证并联合美国船级社（ABS）进行认证，其中20000立方米级液化氢运输船获颁ABS原则性认可（AiP）证书。

但话说回来，液氢储运环节的突破离不开“液氢路权”的放开。因为最直接的来说，获取路权是民用液氢拓宽应用领域的基本前提；且液氢获取路权后，液氢储运、转注环节将迎刃而解，车载液氢供氢系统、液氢加氢站等液氢下游应用场景的相关桎梏也将在一定程度上被打破。

而在“液氢路权”突破方面，今年4月交通运输部发布《氢气（含液氢）道路运输技术规范》（计划号：JT 2023-03）的征求意见稿，这是关于解决“液氢路权”问题的重大进展，同时给予了民用液氢规模化应用的希望。

液储液加，液氢加氢站将进入“纯血时代”？

加氢站，是氢能在交通领域发展的基础设施，而对于液氢重卡来说，“液储液加型”的“纯血”液氢加氢站则是必不可少的一环。

那为什么要称其为“纯血”液氢加氢站呢？这是由于目前国内氢能在交通领域的应用相态基本为高压气氢，因此已建成及在建的液氢加氢站基本为“液储气加型”，即将液氢作为站内储能手段，加注模块仍采用高压气氢。

实际上，“液储气加型”液氢加氢站相当于在高压气氢加氢站中额外增加液氢储罐，且由于液氢的储存要求更为严苛，因此对于加氢站的初始投入、后期运维等方面成本均会有所增加。

且“液储液加型”液氢加氢站不仅可发挥液氢储重比大的优势，减少占地面积，还可省去高压压缩机等相关设备，在一定程度上可减少加氢站的建设投入。

同时，“液储液加型”液氢加氢站运行能耗主要为液氢泵（比能耗为0.6kWh/kg）与BOG回收模块（3kWh/kg），相比于高压气氢加氢站可节省一定的整站电功率消耗，从而降低运营成本。

因此从当下产业发展情况来说，势银能链认为，由于目前国内所投运的氢能车辆均为高压气氢车，且液氢重卡等液氢氢车并未经过足够的实际验证，短期内不会进入大规模应用，因此“液储气加型”加氢站相比于液储液加型”液氢加氢站更具有过渡可能性，液储液加型”液氢加氢站的发展仍需等待。

不过，单从液氢加氢站进展（不分类型）来说，今年液氢加氢站也已有多项进展（根据公开信息整理，欢迎指正补充）——

10月， 国富氢能与大河四季、齐鲁氢能在上海共同签署了战略合作协议， 三方将充分发挥各自在技术与专业领域的优势，合力在河南省内推进液氢加氢站及综合能源站等氢能基础设施的建设；
6月， 北京市首座商用液氢加氢站在临空区大兴片区正式开工建设 ，建成后预计每天可为约300辆氢燃料电池商用车提供氢能加注服务。据悉，该项目建成后将配备1台大容量液氢储罐、2台先进加氢机以及配套的站房、罩棚、增压泵、加氢机、放散管、消防等设备设施；
6月， 东德氢能发布了高压液氢柱塞泵新品 ，该产品已成功开展真实介质测试，试验最高出液压力达到50兆帕，验证了600升/小时流量下整套液氢泵的连续运行工况。

液氢车载，供氢系统的新方向

在车载储能领域，液氢凭借其储重比高的特点，在相同体积储氢条件下，可获得更多的储氢量，使得车辆行驶里程更长；在相同重量储氢条件下，液氢储氢体积远小于高压气态储氢，因此液氢也被称为氢燃料电池车未来的“上佳燃料”。

从全球范围来看，液氢车载供氢系统自上世纪便已启动研究，只不过碍于当时液氢普及条件等相关壁垒，并未实现有效落地。但随着全球氢能产业的发展及液氢领域的相关突破，车载液氢储供氢系统已在小型汽车及大型重卡得到了有效验证。

而在2023年，以未势能源“木星”车载液氢储氢系统及奥扬绿能1200L车载液氢瓶为主要代表的车载液氢储氢系统，均已实现下线应用。

今年以来，我国车载液氢储供氢系统布局企业也在不断发力，实现了新品、验证、技术多方位突破（根据公开信息整理，欢迎指正补充）——

11月， 天海工业自主研发的车载液氢瓶在顺利通过了液氢介质下的低温性能测试及安全性试验。 这是国内首次进行的全套液氢介质试验，验证了车载液氢瓶的设计、试验方案及试验装置的可靠性，为液氢储存系统的安全性能及低温性能评估积累了真实有效的数据，标志着我国在车载液氢瓶设计制造与检测检验领域取得重大突破，是我国在车载液氢技术研发应用领域又一里程碑式成果。

6月， 国富氢能发布“漫步-1200”车载液氢供氢系统， 该款产品全容积为1200L，液氢瓶能在15分钟内完成充装，可持续稳定地为燃料电池提供所需的氢气，确保车辆在高负载、高速度下依然保持强劲的动力输出。
5月， 中国航天科技集团六院101所自主研制的首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”发布。 新一代产品性能大幅提升，产品零部件均实现国产化，在相同外廓尺寸下，有效容积增大20%，携氢量提升至百公斤级，液氢气瓶质量储氢密度达到12%，整体系统储氢密度超过10%，并成功研制国内首套专用加氢、回气接口。
4月， 由航天六院北京航天试验技术研究所牵头承担的国家重点研发计划“重型车辆液氢储供关键技术研究”项目顺利通过综合绩效评价， 在国内率先研制了80kg级车载液氢储供系统工程样机；完成了液氢储供系统和燃料电池及整车的匹配性测试，通过了试车场公路实况考核。

此外，今年7月，陕西省首架液氢无人机样机研制成功并顺利完成了飞行测试，这标志着我国液氢储供氢系统在低空应用领域取得重大技术突破，同时也是国内液氢应用多元化发展的具体表现。

总体来说，从2023年开始，我国民用液氢领域就已进入了相对蓬勃的发展期。今年以来，国内民用液氢领域也实现了制、储、运、加、用多方位突破，且北京市、广东省等也已发布了有关于液氢的地方标准，但由于相关应用场景及实际验证的短板仍在，因此民用液氢领域的发展并未进入真实的“爆发期”。

但以未来发展来看，势银能链认为，随着氢能应用产业的快速发展，也将倒推对液氢需求的增长，液氢技术路线必将成为国内民用氢能开发应用的重要技术方式之一。并且液氢也将是突破整个氢能体系规模化、商业化运营瓶颈的关键所在。

文章来源：势银能链

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