学术聚焦 | 陈学东:氢能储运技术发展挑战及对策
前瞻科技
《前瞻科技》由中国科协主管、科技导报社主办,定位为科技智库型自然科学综合性高水平学术期刊,于2022年3月创刊。办刊宗旨为:围绕国家重大战略任务、科技前沿重要领域和关键核心技术,刊载相关研究成果的综述和述评,促进学术交流,推动科技进步,服务我国经济社会高质量发展。期刊主编为中国科学院院士、中国科协副主席包为民。
2025-02-08 17:10
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氢能储运技术存在以下挑战。

(1)过分强调可再生能源制备绿氢作为氢源,不利于在氢能商业化前期打通产业链、推动技术迭代。氢是二次能源,灰氢、蓝氢、绿氢对于碳减排的贡献与其经济性是矛盾的。从长远看,绿氢是重要发展方向,但其供应成本(可再生能源制氢及长距离输送)仍较高。目前,氢能产业规模化发展正面临供氢成本高的突出瓶颈,过分强调绿氢不利于全产业链技术迭代和降低成本。事实上,目前全球氢源结构都不够“绿”,化石能源制氢与工业副产氢占主导,绿氢不足1%。

(2)金属常温高压氢脆问题可能被高估,导致压力容器与管道选材及建造要求被盲目提升、经济性差,从业者与公众往往谈氢色变。国内外石油化工领域研究和工程实践表明,常温中高压氢环境不易导致压力容器与管道用碳钢、低合金钢等金属材料氢脆。部分学者研究常温高压氢脆的试验环境与实际偏差过大,使得金属常温氢脆影响被过度扩大化,不利于氢能储运压力容器与管道等技术装备发展。

(3)氢能储运项目建设技术经济性论证不够充分。氢能储运路线多,包括气态、液态、固态等物理储氢及氨等化学储氢技术,各自应用场景不同。部分地方政府和企业为抢占先机,盲目投入氢能储运项目建设,技术经济性论证不充分,不利于项目推进和应用生态形成。例如,纯氢长输管道建设成本为500万~600万元/km,且未形成完整商业闭环,相关工程项目推进缓慢;氨在远洋国际贸易场景下才会具备优势,而在国内陆地储运氨并不具备安全性与经济性。

(4)氢能储运装备核心基础零部件存在“短板”。如70 MPa站用供氢管阀件、70 MPa加氢软管、70 MPa大流量加氢机、Ⅳ型瓶的塑料内胆、70 MPa瓶口阀、高压液氢泵等,尚不能自主可控。

针对上述问题,提出以下对策建议。

(1)建议国家和地方发展和改革委员会、能源局等主管部门加强政策引导,现阶段不必强求可再生能源制备绿氢作为氢源,而应利用工业副产氢尽快打通氢能产业链,推动全产业链技术迭代,待氢能规模化应用后再逐步提升绿氢供应量。

(2)建议工业和信息化部、国家标准化管理委员会等主管部门支持由行业优势单位牵头组织,研究常温高压氢环境下金属服役行为,提出氢能储运装备设计建造与维护准则,避免盲目“恐氢”。

(3)建议国家发展和改革委员会、国家能源局等主管部门加强氢能储运项目建设统筹,针对氢能在交通、工业、发电、储能等领域多元化应用,加强氢能储运技术经济性论证,审慎发展大规模长距离输氢或采用氨氢路线储运氢能。

(4)建议国家能源局、工业和信息化部等主管部门支持加强涉氢设备核心零部件技术攻关,促进氢能储运装备的安全自主可控。

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关于本刊

《前瞻科技》是由中国科学技术协会主管,科技导报社主办、出版的科技智库型自然科学综合类学术期刊,于2022年创刊。

办刊宗旨:围绕国家重大战略任务、科技前沿重要领域和关键核心技术,刊载相关研究成果的综述和述评,促进学术交流,推动科技进步,服务我国经济社会高质量发展。

常设栏目有“前瞻”“综述与述评”“聚焦”“论坛”“文化”“书评”等,其中“前瞻”“综述与述评”为固定栏目,其他为非固定栏目。

期刊官网:www.qianzhankeji.cn

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