高效、低成本的氫氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)氫能大規(guī)模應(yīng)用的必要保障，國(guó)家也提倡探索多種儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路線(xiàn)并行發(fā)展，液氫因其能量密度高、儲(chǔ)存壓力低、氣化純度高，有望成為氫能規(guī)?；l(fā)展的重要方式。中科院理化所長(zhǎng)期致力于低溫液氫技術(shù)與裝備研發(fā)，并作為聯(lián)合單位參與國(guó)家能源氫儲(chǔ)運(yùn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)。在3月26日舉辦的國(guó)際氫能創(chuàng)新合作論壇上，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、項(xiàng)目首席科學(xué)家謝秀娟博士作了《規(guī)?；瘹湟夯瘍?chǔ)運(yùn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用》的主題演講。

以下為謝秀娟博士演講全文：

尊敬的各位來(lái)賓、各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同行朋友，大家下午好。

很榮幸今天能夠有機(jī)會(huì)向大家一起來(lái)分享一下《規(guī)?；瘹湟夯瘍?chǔ)運(yùn)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用》。

我今天的分享主要是從三個(gè)方面展開(kāi)，首先談一談液氫在氫能產(chǎn)業(yè)中重要的意義。氫能能夠同時(shí)應(yīng)用于交通儲(chǔ)能發(fā)電和分布式冷熱電聯(lián)供的能源形式，我們從整個(gè)的氫能鏈條看，它從制氫到儲(chǔ)運(yùn)到應(yīng)用，制氫從灰氫、藍(lán)氫到綠氫，儲(chǔ)運(yùn)目前也有多種技術(shù)路線(xiàn)在并行。包括傳統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的壓縮氫氣，氫氣管道和液氫，還有目前業(yè)態(tài)有機(jī)氫的儲(chǔ)氫還有固態(tài)儲(chǔ)氫最終進(jìn)行氫能的應(yīng)用。

隨著氫能要想大規(guī)模應(yīng)用，可以看到儲(chǔ)運(yùn)的環(huán)節(jié)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)低成本的重要的卡點(diǎn)。液氫在大規(guī)模的應(yīng)用過(guò)程中它的重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)就是儲(chǔ)氫密度，液氫總的儲(chǔ)氫密度我們聯(lián)合能源總署規(guī)定質(zhì)量的儲(chǔ)氫密度大于5%，體積的儲(chǔ)氫密度希望大于50公斤氫的情況。液氫作為非常好的載體形式，它的儲(chǔ)氫密度比較高，而相應(yīng)的工作壓力低，安全性好。在2014年國(guó)外的長(zhǎng)期的發(fā)展，隨著大規(guī)模氫能的應(yīng)用，給出了在400公斤每天以上的規(guī)模以后，它的液氫的方式會(huì)慢慢的具有經(jīng)濟(jì)性，它的運(yùn)量更大，充裝更快，占地更小，是相對(duì)優(yōu)的選擇。

同時(shí)參照2022年的數(shù)據(jù)，我們與目前比較新型的合成液氨以及有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫對(duì)比，在每一個(gè)鏈條的環(huán)節(jié)，以合成液氨為例真正耗能環(huán)節(jié)是在氨氣的裂解環(huán)節(jié)，氫液化主要的環(huán)節(jié)主要是涉及到低溫液化和運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)，對(duì)于有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫最終是一個(gè)脫氫的環(huán)節(jié)，我們最后經(jīng)過(guò)整個(gè)鏈條的比較，可以看到氫液化的技術(shù)終端的成本可以控制在3.2塊大3.8塊每公斤的量級(jí)，未來(lái)的5年內(nèi)我們認(rèn)為多種氫能的產(chǎn)業(yè)鏈儲(chǔ)運(yùn)的方式是并行示范的，最終是一個(gè)能耗終端的成本，安全，技術(shù)傳輸度和應(yīng)用場(chǎng)景多個(gè)維度的競(jìng)爭(zhēng)，相信在每一種應(yīng)用場(chǎng)景下，我們每一種的儲(chǔ)運(yùn)方式都有它的應(yīng)用的方式。

我們現(xiàn)在就向各位來(lái)交流一下，我們目前液氫的關(guān)鍵技術(shù)裝備發(fā)展的現(xiàn)狀。

針對(duì)整個(gè)的液氫的鏈條，它也有一個(gè)氫液化到儲(chǔ)存運(yùn)輸加注一直到用戶(hù)的整個(gè)液氫的技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。我們整個(gè)梳理世界上的氫液化的分布，可以看到主要的總產(chǎn)能是以北美為主，特別是以美國(guó)為主。它們的總產(chǎn)能達(dá)到430噸/天，歐盟是30噸/天的量級(jí)，中國(guó)3年前還是以航天為主，特別是近三年中國(guó)的氫液化裝備實(shí)現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，目前已經(jīng)突破了1.5-5噸/天的氫液化裝備，單套大于5噸/天以上的裝備正在研制突破中，國(guó)內(nèi)的總產(chǎn)能逐漸開(kāi)始跟上，達(dá)到了目前15噸/天民用的量級(jí)。

這里梳理了國(guó)內(nèi)的發(fā)展，可以看到早期主要是應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域，2021年至今近三年分別有5臺(tái)套，逐漸開(kāi)始走向真正的產(chǎn)出液氫，隨著我們進(jìn)一步的預(yù)期，未來(lái)三到五年的需求牽引下，整個(gè)氫液化會(huì)實(shí)現(xiàn)井噴的更大規(guī)模的發(fā)展。

在整個(gè)儲(chǔ)運(yùn)的環(huán)節(jié)，早期主要是20世紀(jì)60年代，以美國(guó)為首最大的液氫球罐水溶劑可以達(dá)到3800例以上，在日本的神戶(hù)機(jī)場(chǎng)也建立了2500例的液氫儲(chǔ)罐，相應(yīng)也進(jìn)行一萬(wàn)例的大規(guī)模的液氫球罐的設(shè)計(jì)方案。隨著規(guī)模化的發(fā)展，球罐形式是未來(lái)能夠上到更大規(guī)模、更大儲(chǔ)量的非常好的結(jié)構(gòu)形式，而國(guó)內(nèi)是早期在航天的發(fā)展，在2012年已經(jīng)在航天應(yīng)用了100-300例的液氫的臥罐，相應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)化，目前正在進(jìn)行國(guó)內(nèi)首臺(tái)套400例液氫球罐的建設(shè)。

在液氫的加注方面，目前全球有400多座，除了中國(guó)以外，咱們現(xiàn)在加氫站將近1/3國(guó)外是液氫加氫站，主要是以70兆帕和35兆帕兩種壓力等級(jí)進(jìn)行加注，特別是以美國(guó)居多，其次是日本。而我們國(guó)內(nèi)目前也初步具備了35兆帕和70兆帕加氫站的自主研發(fā)和建造能力，這個(gè)液氫加氫站總體還是處于一個(gè)開(kāi)發(fā)和示范的階段。隨著我們氫能規(guī)模的應(yīng)用，它的市場(chǎng)前景是相對(duì)比較廣闊的。

這里整個(gè)梳理了一下，液氫在我們各級(jí)政府包括國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)的中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，以此為綱要，北京市上海市廣東省山東省河南省等等氫能的發(fā)展頭部省市，也相應(yīng)的發(fā)布各自的發(fā)展規(guī)劃。從這些規(guī)劃可以看到液氫無(wú)論是從液化儲(chǔ)運(yùn)加注到整個(gè)的鏈條的應(yīng)用，包括關(guān)鍵技術(shù)突破和關(guān)鍵裝備的發(fā)展，都是各個(gè)規(guī)劃的重要的布局的方向。

依托整個(gè)液氫的發(fā)展，目前要實(shí)現(xiàn)它更好的健康發(fā)展，相應(yīng)的國(guó)家的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，目前也在積極的推進(jìn)中。我們有關(guān)的國(guó)標(biāo)和相應(yīng)的液氫加氫站里涉及的國(guó)標(biāo)，還有相應(yīng)的移動(dòng)式的壓力容器，固定式的壓力容器等相應(yīng)的團(tuán)標(biāo)都在依次建立，我們也是期待著在未來(lái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)能夠逐漸的更加的完善，能夠促進(jìn)液氫更好的發(fā)展。

隨著目前國(guó)內(nèi)發(fā)展的現(xiàn)狀，我們國(guó)內(nèi)在液氫的國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程中走過(guò)了漫長(zhǎng)的道路，我們中科院理化所是國(guó)內(nèi)綜合性的科學(xué)與技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)，也是國(guó)家的擬建低溫科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)室，我們1956年建立低溫專(zhuān)業(yè)開(kāi)始在國(guó)內(nèi)扎根生根發(fā)芽結(jié)果。我們整個(gè)理化所的布局是從1959年液氫的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了整個(gè)鏈條，以洪院士、周院士?jī)纱菏克拇茖W(xué)家，經(jīng)過(guò)60多年的堅(jiān)守，我們實(shí)現(xiàn)了整個(gè)從核心技術(shù)到關(guān)鍵裝備到工程應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化整個(gè)鏈條的全線(xiàn)打通。

我們依次突破包括高速的氦透平、板翅式換熱器、高精濾油集權(quán)調(diào)控等系列的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)取得了理化所支持的轉(zhuǎn)化公司也取得了一系列的里程碑的事件，這是2022年1月我們首次實(shí)現(xiàn)了1.5噸/天全國(guó)產(chǎn)的氫液化氣出口加拿大，這也是首次我們實(shí)現(xiàn)自由的技術(shù)能夠銷(xiāo)往海外，這是一個(gè)非常重要里程碑事件。

第二個(gè)里程碑事件，2022年12月，我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了首套民用并且獲得生產(chǎn)許可的1.5噸氫液化氣的成功生產(chǎn)，液氫可以作為商品在市場(chǎng)進(jìn)行銷(xiāo)售的買(mǎi)賣(mài)。

第三個(gè)里程碑事件，在今年3月8號(hào)我們實(shí)現(xiàn)了氦制冷循環(huán)的5噸/天的氫液化氣全線(xiàn)的打通，滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行工況下，液化率達(dá)到了5.17噸每天，相應(yīng)的整個(gè)的能耗，我們接近是13度電每公斤液氫的較低的能耗，這個(gè)能耗是我們目前在同等的量級(jí)上也達(dá)到的一個(gè)國(guó)際先進(jìn)水平的行列。

目前我們?cè)诳萍疾恐攸c(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，液氫制取儲(chǔ)運(yùn)加注關(guān)鍵裝備與安全性研究項(xiàng)目資助下，在整個(gè)液氫的鏈條上希望能夠進(jìn)一步的打通關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵裝備，實(shí)現(xiàn)液氫工廠(chǎng)和液氫加氫站的總體的工程示范，能夠從整個(gè)鏈條上確認(rèn)液氫的技術(shù)路線(xiàn)是否能夠真的有效的解決氫能領(lǐng)域的卡點(diǎn)問(wèn)題。

這就是我們目前正在籌建的另外一套由氫制冷的氫液化循環(huán)的大于5噸/天的氫液化裝置，整個(gè)液氫工廠(chǎng)目前正在加緊建造中，也是我們采用國(guó)際的全氫的流程，我們采用自有的技術(shù)和自有的整體的智能化的控制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)液氫液化工廠(chǎng)安全保障的系統(tǒng)。我們目前的設(shè)計(jì)的能力大于6.4噸/天，整體的能耗可以小于12度電，這也是跟同期2007年德國(guó)的一套裝置的同指標(biāo)的對(duì)比。

同時(shí)，我們實(shí)現(xiàn)了氫/氦低溫透平膨脹機(jī)的國(guó)產(chǎn)化和系列化，在整個(gè)的系列化里面，我們的指標(biāo)與國(guó)際對(duì)標(biāo)，我們基本上能夠達(dá)到同等先進(jìn)水平的行列，也實(shí)現(xiàn)了整個(gè)的不同的冷量系列化的發(fā)展。

與此同時(shí)，在整個(gè)專(zhuān)項(xiàng)的支持下，我們?cè)谌ツ?2月29號(hào)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)民用的液氫罐車(chē)成功下線(xiàn)，這個(gè)液氫的罐車(chē)的成功下線(xiàn)也是我們整個(gè)的非常重要的里程碑事件，能夠真正的為我們后續(xù)液氫上路奠定了一個(gè)很好的基礎(chǔ)。

在液氫球罐上我們也開(kāi)始進(jìn)行整個(gè)的建造工作，同時(shí)對(duì)于液氫加氫站我們總體的關(guān)鍵裝備也均已研制過(guò)程，目前的總體能耗，我們希望通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目的示范，能夠達(dá)到2度電以下的總體能耗，能夠進(jìn)一步提升液氫的技術(shù)路線(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)性。

隨著我們整個(gè)技術(shù)路線(xiàn)的大頭，未來(lái)我們以5噸、6噸為牽引，希望能夠?qū)崿F(xiàn)10噸到30噸/天液氫工廠(chǎng)整個(gè)的自主可控的發(fā)展。在這個(gè)過(guò)程，我們與國(guó)外的液氫工廠(chǎng)總產(chǎn)能特別是北美相比，我們目前國(guó)內(nèi)的產(chǎn)能大概在2%、3%的左右的量級(jí)，與我們預(yù)期的氫能市場(chǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足整個(gè)氫能市場(chǎng)的預(yù)期的，我們預(yù)期在未來(lái)需求的牽引下，我們整個(gè)的氫液化的鏈條能夠?qū)崿F(xiàn)示范井噴式發(fā)展。

我們對(duì)整個(gè)液氫的創(chuàng)新鏈進(jìn)行整體梳理，預(yù)計(jì)是在2023年到2025年我們實(shí)現(xiàn)整個(gè)液氫裝備壯大期的蓬勃發(fā)展，在2025到2030年隨著整個(gè)與工業(yè)應(yīng)用和具體場(chǎng)景具體結(jié)合，我們可以在交通、能源工業(yè)等方面進(jìn)行更有效的利用，實(shí)現(xiàn)它的成熟期的發(fā)展。

最后，分享一下整個(gè)的小結(jié)：

整個(gè)液氫從液化儲(chǔ)運(yùn)加注到最后應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新鏈，在國(guó)家以及省部級(jí)項(xiàng)目支持下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的突破和關(guān)鍵裝備的自主可控的發(fā)展，也是希望在今年明年能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的示范。

制氫端，液氫具有經(jīng)濟(jì)性、高效性和安全性?xún)?yōu)勢(shì)，隨著整個(gè)氫能規(guī)模的大范圍的應(yīng)用，與可再生能源特別是綠氫的最佳的匹配的路線(xiàn)之一。

隨著整個(gè)氫液化的發(fā)展，能耗在目前的5噸到13度電的量級(jí)，隨著規(guī)模到30噸到50噸的量級(jí)，整個(gè)的能耗的指標(biāo)可以有望降低到目前的50%以上，經(jīng)濟(jì)性非?？捎^的。

儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，我們要實(shí)現(xiàn)整個(gè)的液氫的上路，我們的液氫罐車(chē)關(guān)鍵裝備已經(jīng)完成了，后一步也是希望能夠呼吁同行，呼吁國(guó)家相關(guān)部門(mén)，能夠解決我們液氫罐車(chē)的上路的卡點(diǎn)問(wèn)題，真正的實(shí)現(xiàn)在氫能領(lǐng)域大幅度降低氫運(yùn)輸成本和綜合成本。

最終有一個(gè)很好的預(yù)期，未來(lái)在應(yīng)用端，我們的液氫不單單是一個(gè)高質(zhì)量的液氫，還是一個(gè)超高純度的999999的氫，能夠極大的滿(mǎn)足我們?cè)诮煌?、半?dǎo)體、電子氫、燃料電池等方面的應(yīng)用，而且是隨著可再生能源的比例逐步增大，液氫儲(chǔ)能能夠有效地解決未來(lái)氫能長(zhǎng)周期的時(shí)空轉(zhuǎn)移的應(yīng)用場(chǎng)景。這也是我們非常值得期待的很好的應(yīng)用。

以上就是我和各位同仁朋友的分享，非常感謝大家。謝謝。