低壓儲氫迎來突破后，制約氫燃料汽車發展的儲氫難題會迎刃而解嗎？

“事實上，氫能的挑戰遠大于燃料電池本身。”中國科學院院士高在接受采訪時多次指出，儲氫技術仍然是當前燃料電池汽車發展面臨的一大挑戰。7月，全球首個低壓加氫站落戶遼寧，低壓固體儲氫技術迎來突破。“氫能汽車發展前景喜人，低壓合金儲氫技術恰逢其時。”中國工程院院士郭孔輝評價道。那么，我國儲氫和加氫的現狀如何呢？低壓儲氫技術能否解決我國氫燃料汽車發展的“瓶頸”問題？低壓儲氫是創新的。據了解，目前儲氫主要有氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫。高壓氣態儲氫已得到廣泛應用，低溫液態儲氫已應用于航空航天等領域，有機液態儲氫和固態儲氫仍處于示范階段。下圖是開發商給出的低壓固態儲氫技術(合金固態儲氫)與國內主流35MPa高壓儲氫的數據對比。從圖中可以看出，低壓儲氫的優勢主要在于所需儲氫設備體積小，氫站設備成本低。但缺點是儲氫罐重量大，儲氫系統成本高。工信部裝備工業發展中心副研究員尚勇指出，該技術可以降低運輸、儲存、充裝的壓力，從而繞過國外氫氣壓縮機和儲罐的技術壁壘，實現自主突破；另外儲氫密度可以提高3倍，初步計算可以產生20倍的放大效應。“目前國內還沒有高強度碳纖維和高壓壓氣機，采用低壓合金儲氫技術路線是可行的，也是創新的。”中科院院士都有評論。目前比較適用于公共交通領域，但是儲氫罐重量大帶來的成本問題確實難以忽視。“從給出的數據來看，目前的低壓儲氫技術更適合公共交通領域。”張家港氫云新能源研究院院長昕薇告訴記者。昕薇指出，低壓車載儲氫系統的重量是目前高壓儲氫方式的三倍以上，所以低壓儲氫系統目前的目標定位應該是對重量不敏感的車輛。畢竟車重的增加意味著終端用戶使用成本的增加，系統成本昂貴。因此，該技術更適合的應用場景主要是公共交通領域，以政府采購為主，對成本相對不敏感，向其他領域擴展應用難度較大。同時，公交車作為人數較多的交通工具，安全性要求更高，更適合低壓儲氫技術路線。關于成本，該技術研發方之一的工程技術研究院教授級高級工程師姜立軍表示，低壓合金儲氫技術目前確實存在重量大的問題，百公里耗氫量比高壓儲氫多0.3公斤。按照目前每公斤50元的價格計算，每百公里增加的氫耗為15元。他還表示，未來努力的方向是通過產品的標準化和批量生產以及儲氫材料的改進來降低成本。中國的高壓加氫站是主流加氫站。《中國汽車報》記者從一份研究報告中看到，目前全球加氫站主要是高壓儲氫和低溫液態儲氫。全球加氫站約三分之一是液氫加氫站，日本加氫站約一半是低溫液氫儲存配套低溫泵加氫站。但我國加氫站建設仍處于發展初期。現階段國內加氫站都是高壓加氫站。數據顯示，設備費用占國內加氫站建設的70%左右。根據測算，不包括土地成本，建設一座日加氫能力500 kg、充裝壓力35MPa的國產加氫站約需1200萬元，約為傳統加油站的3倍。對于商業加氫站來說，除了建設成本，還面臨著設備維護、運營、人工、稅費等費用，折合加注成本約為13-18元/kg。相比之下，低壓加氫站300萬元的建設成本確實降低了不少。同時，R&D方面表示，該技術采用無壓儲存的加注方式，可以降低加氫站的設備和投資要求，占地面積從原來的3000平方米大幅減少到300-500平方米；高壓加氫站受穩壓器和高壓儲氫量影響，站內儲氫量在500 ~ 2000kg，低壓加氫站不受存儲量限制；低壓加氫站也可以通過對現有加氣站和CNG加氣站稍加改造后投入運營。車載儲氫技術的大規模應用還有很長的路要走。高壓氣態儲氫是國內外的主流，燃料電池汽車上配備了高壓儲氫瓶。相同體積下，壓力越大，儲氫量越高，車輛行駛里程越長。但受限于儲氫瓶材質，我國高壓儲氫壓力多為35MPa，而歐美、日本等國家為70MPa，限制了我國氫燃料電池汽車的發展。對此，工程技術研究院一位工作人員表示，低壓固體儲氫的壓力只有5MPa，繞開了高壓儲氫因壓力高而受儲氫材料限制的情況。低壓合金儲氫系統的制造工藝從原材料到生產都實現了國產化，合金材料也可以回收利用。此外，高壓氣態儲氫技術雖然成熟且應用廣泛，但該技術存在泄漏爆炸隱患，安全性能有待提高。低壓合金儲氫加氫系統和加氫站操作方便快捷，加氫壓力低，體積小，安全性高。“我們的目標是建立更安全、更經濟、更符合中國國情的燃料電池汽車技術。”同為研發方之一的深圳市嘉華麗島新技術發展有限公司董事長凌兆偉說。但在目前高壓儲氫是主流的情況下，低壓合金儲氫的推廣難度很大。一位不愿意透露姓名的業內人士指出，高壓儲氫產業在國內外已經逐漸發展起來，低壓儲氫技術要想大規模應用，將面臨與現有高壓儲氫技術競爭的局面，要想發展，勢必還有很長的路要走。“如果這個技術路線比較可行，國外早就發展起來了，不會是現在高壓儲氫的主流情況。”該知情人士表示，低壓儲氫技術的產業化將面臨相當大的挑戰。缺乏頂層設計才是真正的障礙。高說，新一代制氫技術在科學上取得了突破，但如何實現工業化應用更為重要。根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)》，2020年中國將有100座加氫站，2030年將達到1000座。數據顯示，截至2018年，全球已建成369座加氫站，日本、德國和美國占總數的54%。中國排名第四，完成23個，占比6%。其中，商業加氫站6座，建站手續齊全。大多數加氫站的規劃設計、工藝流程和設備配置、氫源選擇和自動控制系統不能滿足商業化運營的要求，耐久性驗證較少。缺乏國家頂層設計是現實障礙，導致加氫站建設審批流程復雜、投資大、盈利能力有限、回報周期長。昕薇說，一個簡單的加氫站的建設時間約為幾個月，但審批較為復雜。主要原因是氫氣還是危險化學品，建設成本和時間成本都很高。據了解，目前氫燃料電池汽車的制造主要由工信部管理，加氫站等基礎設施建設沒有明確的主管部門，特別是加氫站用地審批難，嚴重制約了加氫站的建設速度。就目前的發展來看，我國燃料電池汽車和加氫站的數量已經出現不匹配的跡象，這將影響整個產業……如果不改進，則試用過程。

“事實上，氫能的挑戰遠大于燃料電池本身。”中國科學院院士高在接受采訪時多次指出，儲氫技術仍然是當前燃料電池汽車發展面臨的一大挑戰。7月，全球首個低壓加氫站落戶遼寧，低壓固體儲氫技術迎來突破。“氫能汽車發展前景喜人，低壓合金儲氫技術恰逢其時。”中國工程院院士郭孔輝評價道。那么，我國儲氫和加氫的現狀如何呢？低壓儲氫技術能否解決我國氫燃料汽車發展的“瓶頸”問題？低壓儲氫是創新的。據了解，目前儲氫主要有氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫。高壓氣態儲氫已得到廣泛應用，低溫液態儲氫已應用于航空航天等領域，有機液態儲氫和固態儲氫仍處于示范階段。下圖是開發商給出的低壓固態儲氫技術(合金固態儲氫)與國內主流35MPa高壓儲氫的數據對比。從圖中可以看出，低壓儲氫的優勢主要在于所需儲氫設備體積小，氫站設備成本低。但缺點是儲氫罐重量大，儲氫系統成本高。工信部裝備工業發展中心副研究員尚勇指出，該技術可以降低運輸、儲存、充裝的壓力，從而繞過國外氫氣壓縮機和儲罐的技術壁壘，實現自主突破；另外儲氫密度可以提高3倍，初步計算可以產生20倍的放大效應。“目前國內還沒有高強度碳纖維和高壓壓氣機，采用低壓合金儲氫技術路線是可行的，也是創新的。”中科院院士都有評論。目前比較適用于公共交通領域，但是儲氫罐重量大帶來的成本問題確實難以忽視。“從給出的數據來看，目前的低壓儲氫技術更適合公共交通領域。”張家港氫云新能源研究院院長昕薇告訴記者。昕薇指出，低壓車載儲氫系統的重量是目前高壓儲氫方式的三倍以上，所以低壓儲氫系統目前的目標定位應該是對重量不敏感的車輛。畢竟車重的增加意味著終端用戶使用成本的增加，系統成本昂貴。因此，該技術更適合的應用場景主要是公共交通領域，以政府采購為主，對成本相對不敏感，向其他領域擴展應用難度較大。同時，公交車作為人數較多的交通工具，安全性要求更高，更適合低壓儲氫技術路線。關于成本，該技術研發方之一的工程技術研究院教授級高級工程師姜立軍表示，低壓合金儲氫技術目前確實存在重量大的問題，百公里耗氫量比高壓儲氫多0.3公斤。按照目前每公斤50元的價格計算，每百公里增加的氫耗為15元。他還表示，未來努力的方向是通過產品的標準化和批量生產以及儲氫材料的改進來降低成本。中國的高壓加氫站是主流加氫站。《中國汽車報》記者從一份研究報告中看到，目前全球加氫站主要是高壓儲氫和低溫液態儲氫。全球加氫站約三分之一是液氫加氫站，日本加氫站約一半是低溫液氫儲存配套低溫泵加氫站。但我國加氫站建設仍處于發展初期。現階段國內加氫站都是高壓加氫站。數據顯示，設備費用占國內加氫站建設的70%左右。根據測算，不包括土地成本，建設一座日加氫能力500 kg、充裝壓力35MPa的國產加氫站約需1200萬元，約為傳統加油站的3倍。對于商業加氫站來說，除了建設成本，還面臨著設備維護、運營、人工、稅費等費用，折合加注成本約為13-18元/kg。相比之下，低壓加氫站300萬元的建設成本確實降低了不少。同時，R&D方面表示，該技術采用無壓儲存的加注方式，可以降低加氫站的設備和投資要求，占地面積從原來的3000平方米大幅減少到300-500平方米；高壓加氫站受穩壓器和高壓儲氫量影響，站內儲氫量在500 ~ 2000kg，低壓加氫站不受存儲量限制；低壓加氫站也可以通過對現有加氣站和CNG加氣站稍加改造后投入運營。車載儲氫技術的大規模應用還有很長的路要走。高壓氣態儲氫是國內外的主流，燃料電池汽車上配備了高壓儲氫瓶。相同體積下，壓力越大，儲氫量越高，車輛行駛里程越長。但受限于儲氫瓶材質，我國高壓儲氫壓力多為35MPa，而歐美、日本等國家為70MPa，限制了我國氫燃料電池汽車的發展。對此，工程技術研究院一位工作人員表示，低壓固體儲氫的壓力只有5MPa，繞開了高壓儲氫因壓力高而受儲氫材料限制的情況。低壓合金儲氫系統的制造工藝從原材料到生產都實現了國產化，合金材料也可以回收利用。此外，高壓氣態儲氫技術雖然成熟且應用廣泛，但該技術存在泄漏爆炸隱患，安全性能有待提高。低壓合金儲氫加氫系統和加氫站操作方便快捷，加氫壓力低，體積小，安全性高。“我們的目標是建立更安全、更經濟、更符合中國國情的燃料電池汽車技術。”同為研發方之一的深圳市嘉華麗島新技術發展有限公司董事長凌兆偉說。但在目前高壓儲氫是主流的情況下，低壓合金儲氫的推廣難度很大。一位不愿意透露姓名的業內人士指出，高壓儲氫產業在國內外已經逐漸發展起來，低壓儲氫技術要想大規模應用，將面臨與現有高壓儲氫技術競爭的局面，要想發展，勢必還有很長的路要走。“如果這個技術路線比較可行，國外早就發展起來了，不會是現在高壓儲氫的主流情況。”該知情人士表示，低壓儲氫技術的產業化將面臨相當大的挑戰。缺乏頂層設計才是真正的障礙。高說，新一代制氫技術在科學上取得了突破，但如何實現工業化應用更為重要。根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書(2016)》，2020年中國將有100座加氫站，2030年將達到1000座。數據顯示，截至2018年，全球已建成369座加氫站，日本、德國和美國占總數的54%。中國排名第四，完成23個，占比6%。其中，商業加氫站6座，建站手續齊全。大多數加氫站的規劃設計、工藝流程和設備配置、氫源選擇和自動控制系統不能滿足商業化運營的要求，耐久性驗證較少。缺乏國家頂層設計是現實障礙，導致加氫站建設審批流程復雜、投資大、盈利能力有限、回報周期長。昕薇說，一個簡單的加氫站的建設時間約為幾個月，但審批較為復雜。主要原因是氫氣還是危險化學品，建設成本和時間成本都很高。據了解，目前氫燃料電池汽車的制造主要由工信部管理，加氫站等基礎設施建設沒有明確的主管部門，特別是加氫站用地審批難，嚴重制約了加氫站的建設速度。就目前的發展來看，我國燃料電池汽車和加氫站的數量已經出現了不匹配的跡象，如果不加以改善，將會影響整個產業化進程。

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