液氫是氫能產(chǎn)業(yè)中重要的發(fā)展路線，近三年來，隨著液氫的發(fā)展，全球在液氫方面都開始做重點布局。但國內(nèi)液氫發(fā)展被卡脖子技術(shù)限制，氫液化設(shè)備成本、運(yùn)行成本以及到儲運(yùn)和加注的成本居高不下。

在2024第四屆世紀(jì)氫能與燃料電池大會論壇上，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員謝秀娟博士作了關(guān)于《液氫工廠規(guī)模化發(fā)展戰(zhàn)略與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用》主題演講。
謝秀娟博士從三個方面分享了液氫發(fā)展情況。

一、液氫工廠在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
謝秀娟博士表示，對于液氫技術(shù)鏈條，如何獲得廉價的液氫是核心。當(dāng)前世界上液氫主要產(chǎn)能集中在北美，接近480噸/天，歐洲總產(chǎn)能33噸/天，日本產(chǎn)能60噸/天。在近幾年氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景下，國內(nèi)液氫也開始突飛猛進(jìn)地發(fā)展，逐步從0達(dá)到15噸/天的民用規(guī)模。
氫液化氣是液氫技術(shù)鏈條中的關(guān)鍵裝備，美國是最大的氫液化器生產(chǎn)和應(yīng)用的國家，當(dāng)前主流的氫液化器規(guī)模為10-30噸。國內(nèi)氫液化裝備早期應(yīng)用與航空航天領(lǐng)域，其中只有一套是國產(chǎn)，剩下3套是法液空的產(chǎn)品。但2021年至今落地了5套氫液化裝備，國產(chǎn)氫液化器已經(jīng)突破了1.5-5噸/天，單套大于5噸/天以上的裝備正在研制突破中，在國內(nèi)氫能驅(qū)動下，液氫氫液化器正處于示范井噴的階段。
謝秀娟博士介紹，中科院理化所在1956年首次實現(xiàn)氫液化，1959年實現(xiàn)氦液化，依次突破包括膨脹劑、板翅式換熱器等系列的關(guān)鍵技術(shù)。取得了一系列里程碑事件。
第一個里程碑事件，2022年1月1.5噸/天全國產(chǎn)化液氫化系統(tǒng)出口加拿大，這是首次擁有自有技術(shù)的成熟產(chǎn)品銷向海外。
第二個里程碑事件，2022年12月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進(jìn)行銷售的買賣。

2024年3月8日，實現(xiàn)了氦制冷循環(huán)的5噸/天的氫液化氣全線的打通，液化率達(dá)到了5.17噸每天，電耗總的能效比達(dá)到的是12.98，整個氫液化成本大幅度降低。

二、國家重點專項支持
謝秀娟博士表示，依托國家重點專項支持，目前正在進(jìn)行液氫制取、儲運(yùn)與加注關(guān)鍵裝備技術(shù)鏈條的突破。去年，國內(nèi)首臺民用的液氫罐車成功下線，1噸液氫存儲型加氫站，預(yù)計在6月竣工開始進(jìn)入整體的調(diào)試階段。
謝博士將氫液化流程與國際進(jìn)行了同類對比，目前生產(chǎn)5噸液氫能耗大概在12度電左右，國際上的整體預(yù)期為在50噸、100噸到150噸時，消耗能量為6度電，而我們的理論預(yù)期能夠達(dá)到4度電，并隨著技術(shù)的不斷成熟、規(guī)模的不斷擴(kuò)大，整體能耗一劑理論極限能耗都具有非常好低成本優(yōu)勢。
目前我國國內(nèi)液氫的總產(chǎn)能不到北美的3%，發(fā)展空間巨大，從2021年-2025年“十四五”期間在國內(nèi)重點項目的支持下液氫工廠正處于一個示范井噴的發(fā)展期。謝博士指出，只有真正把核心技術(shù)掌握在自己手里，才能夠打破國際的技術(shù)壟斷。

三、液氫產(chǎn)業(yè)鏈的應(yīng)用
謝博士介紹，2016-2020之間是技術(shù)的發(fā)展和自主可控的儲備期，在2020-2023年這三年逐漸實現(xiàn)了國內(nèi)的示范發(fā)展，到2025年整個鏈條示范成功以后技術(shù)開始不斷地壯大，預(yù)期到2030年在5噸級的工業(yè)級的液氫發(fā)展將逐漸走向成熟期。
目前國內(nèi)液氫在交通領(lǐng)域和航天領(lǐng)域應(yīng)用較多。交通領(lǐng)域，液氫重卡，液氫商用車是發(fā)展的主要方向，特別是在高速的固定的路線或者是在一個固定的場景往返的礦山車，液氫叉車在美國應(yīng)用比較廣泛。在航天航空領(lǐng)域，除了航天應(yīng)用，在航空領(lǐng)域也采用液氫儲存方式的商用飛機(jī)已經(jīng)開始開發(fā)。
在國家重點項目的布局下，我國液氫已慢慢實現(xiàn)了1.5噸、5噸到未來10噸的系列化發(fā)展，預(yù)計到2025年，工業(yè)級液氫工廠將真正實現(xiàn)民用示范。謝博士重點強(qiáng)調(diào)，在整個液氫工廠中，需要一個日趨成熟的成套設(shè)備，技術(shù)成熟意味著可靠性更好，整個成本更加地能夠降低，同時還需要有一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化EPC的總承包工程和各市級的審批標(biāo)準(zhǔn)，審批的標(biāo)準(zhǔn)化，這樣隨著整個氫能規(guī)?；陌l(fā)展，日后氫液化能耗可以降低到目前的50%以上，成本的進(jìn)步是非?？捎^的。目前液氫鏈條中，最重要的是解決液氫罐車上路的問題，打通這一環(huán)節(jié)才能使整個鏈條真正有效銜接。
最后，謝博士表示，在未來應(yīng)用端，液氫的超高純度能夠滿足交通、半導(dǎo)體電子的發(fā)展，隨著未來可再生能源比例的逐步放大，它的成本將逐漸降低液氫儲能能夠有效地解決未來氫能長周期的時空轉(zhuǎn)移的應(yīng)用場景。