国富氢能魏蔚：大规模氢液化和高效氢储运

氢的液化是支撑氢气大规模收集、储存与运输、应用的一种专业技术。欧洲、日本、美国等国家都有工业规模生产装置，而国内仍旧以气氢为主，且运输压力不超过20MPa。当前国内正大力倡导推广氢燃料电池汽车，液氢这一可再生能源的市场发展潜力巨大。

7月3日，以“风口上起舞，刀口上前行”为主题的2019高工氢电产业峰会在上海盛大举行，来自车企、电堆及系统、核心材料、关键零部件及设备、氢气制储运等全产业链各个环节的超500位企业高层共聚一堂，围绕产品技术及行业发展趋势展开深度探讨交流。

在7月3日下午会议上，江苏国富氢能技术装备有限公司(下称“国富氢能”)研究院院长魏蔚博士发表了“大规模液氢工厂的国产化开发与液氢市场发展趋势”的主题演讲。

▲江苏国富氢能技术装备有限公司研究院院长魏蔚博士

演讲伊始，魏蔚向与会人士分析了全球最主要的液氢市场——美国市场概况。中国想要从世界大国走向世界强国，目前阶段最合适的对标国家就是美国。

美国作为全球最大、最成熟的液氢生产和应用地区，年消耗液氢超过10万吨。从液氢应用领域来看，电子、化工、冶金等工业消耗液氢超过70%，高端装备制造业对液氢/超纯氢的需求正在迅速增长。从液氢工厂建设情况来看，美国的液氢工厂全部是5吨/天以上的中大规模，并以10-30吨/天以上占据主流。近两年，PRAX、AP、法液空在美国相继新建的液氢工厂规模都在30吨/天及以上，预计2021年美国液氢产能将突破500吨/天。

液氢工厂的生产规模是决定液氢成本的关键。5吨/天及以下规模，液化能耗超过10kWh/kg；达到50吨/天时能耗可降低至6.4——7.4kWh/kg；扩大至150吨/天可降低至6kWh/kg。

而液氢包含投资成本和运营成本的总成本，当规模达到50吨/天以上氢液化规模时，单位总成本可降低至5吨/天规模的50%以下，而100吨的液化规模时单位总成本仅为5吨/天的35%。plugpower公司运营2万辆燃料电池叉车和百余座加氢站的案例和产业链的经济性表明，美国已经通过大规模化氢液化工厂和高效的储运体系所建立的氢能基础体系，实现了燃料电池商用车辆不依赖于补贴的市场化运营。

中国目前液氢的发展现状，是以航天特种应用为主体，正在围绕燃料电池汽车产业开展民用液氢的探索，但仍然缺少大规模民用商业化液氢工厂的顶层规划、示范项目和应用推广，缺少液氢在电子工业、石油精炼和高端制造业的应用市场挖掘。而在未来中国燃料电池汽车发展方向，能够向中、重型卡车等大功率长续航里程领域发展的重要前提，就是可以把氢燃料价格降低到与汽油和柴油相当，在2020年的氢燃料价格不超过40元/kg，在2030年的氢燃料价格不超过30元/kg。这一发展趋势得以实现的路径，是选择合适的氢气来源建设大规模液氢工厂，并通过45MPa超高压气态氢气和-253℃液氢运输相结合，降低运输成本。在大规模液氢工厂和高效液氢储运的基础上，普及液氢储氢型加氢站、液氢气化站和充装站，并结合液氢泵高效增压，降低高压充装和燃料加注成本，推动深冷高压储氢等先进的技术发展。

江苏国富氢能技术装备有限公司联合陈学东院士建立氢能院士工作站，回归装备制造业本质，以产业化推广为导向，攻克氢能装备“卡脖子”的核心关键技术，全面系统地对大规模氢液化装置、液氢球罐、液氢储运容器与高压、液氢加氢基础设施成套枝术以及氢膨胀机等关键设备等进行深入研究与开发应用。公司的液氢储运容器企业标准已制订，国家市场管理局指定的技术评审已经开始，正在试制加氢站和液氢工厂用储运容器；引进俄罗斯氢液化工艺包，从8.5-10吨/天规模做起，向30吨/天目标提升，逐步建设日产百吨级液氢工厂。

中国发展燃料电池汽车的痛点就在于加氢站基础设施匮乏、氢气运输成本居高不下、卸车升压能耗高等。在液氢产业链尚未建立之前，通过45MPa《铝内胆碳纤维全缠绕高压储氢气瓶》企业标准评审备案，建造高压氢气集装格，可直接作为加氢站蓄能器使用，减少了压缩机运行时间，同时减少了站用蓄能器的数量；同时联合国机通用机械公司开发45MPa高压氢气集装运输半挂车，相比传统20MPa钢制长管拖车，储氢密度提高70%，装备自重降低40%，运输成本降低50%，氢气运输效率大幅提升。目前该产品正在市场推广中。

氢能产业的发展任重道远，要有水滴石穿的坚韧精神，持续创新才有国富，生生不息方为氢能。正如习近平主席给当下正在召开的2019世界新能源汽车大会贺信中所强调：加速推进新能源汽车科技创新和相关产业发展，为建设清洁美丽世界、推动构建人类命运共同体做出更大贡献。