西安交大研發(fā)復合儲氫材料 氫能儲運有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化

• 黃江 2023年9月26日 來源：新浪 1299 85
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隨著產業(yè)鏈降本訴求不斷提升，儲運成為氫能降本的關鍵環(huán)節(jié)之一。調研獲悉，氫能儲運環(huán)節(jié)正通過建設制加氫一體站、提升儲氫壓力、拓展運輸方式等多路徑尋求降本，有望率先受益于氫能市場整體放量增長。

氫儲運是氫能產業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)，氫氣儲運效率低、安全隱患大、成本高等難題，成為產業(yè)發(fā)展的瓶頸。2012年，西安交通大學成立新型儲能與能量轉換納米材料研究中心，圍繞儲能與能量轉換從材料進行原始創(chuàng)新。

西安交大研發(fā)復合儲氫材料

在成永紅、張錦英等教授的帶領下，該研究中心開發(fā)出一種石墨烯界面納米閥技術，在微米的金屬氫化物上實現(xiàn)納米石墨烯的封裝，成功解決金屬氫化物空氣安全和可控釋氫難題，研制出可以放在手上的復合儲氫材料。它可以滿足氫氣大規(guī)模存儲與運輸需求，并能廣泛用于工業(yè)制氫、電力儲能、移動應用等場景，為氫能儲、運、用提出了新方案。

依托西安交通大學“金屬氫化物@石墨烯復合固態(tài)儲氫材料”原創(chuàng)成果，成永紅教授成立西安一九零八新能源科技有限公司，讓科技成果走出實驗室、走向生產線。7月，該公司兩條日產百公斤級鈉鈣基和鋁鈉基復合儲氫材料循環(huán)中試線建成投產，實現(xiàn)“金屬制備—金屬氫化—復合材料制備—釋氫副產物回收利用”全技術鏈條驗證，材料儲釋氫重量密度最高14%以上，可為氫氣的大規(guī)模存儲與遠距離運輸提供更有效的解決方案。目前，該公司已完成單套系統(tǒng)年產3000噸的工藝包設計，為后續(xù)大規(guī)模應用奠定了堅實基礎。

從生產到運輸再到加氫站，氫氣儲存幾乎涉及氫能全產業(yè)鏈。若不考慮消除整個儲運環(huán)節(jié)，還可通過提升存儲壓力提高儲運效率、降低成本。目前，氫氣儲存的方式主要有三種，分別是氣態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。

氫能儲運有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化

氫能儲運是氫能產業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)。由于氫氣密度非常小，單車氫氣運輸量少，導致運輸效率低、成本高，其成本占氫氣總成本的30%-40%。

以目前市面上主要的商用運輸手段——高壓氣態(tài)運輸為例，20MPa的氫氣運輸車整車+氫氣重量接近40噸左右，但實際有效的氫氣運輸量僅300多公斤，占整車重量的不足1%。

隨著產業(yè)鏈降本訴求不斷提升，儲運成為氫能降本的關鍵環(huán)節(jié)之一。調研獲悉，氫能儲運環(huán)節(jié)正通過建設制加氫一體站、提升儲氫壓力、拓展運輸方式等多路徑尋求降本，有望率先受益于氫能市場整體放量增長。

上海氫楓能源技術有限公司首席技術官宣鋒在2023國際氫能與燃料電池汽車大會暨展覽會上表示，三種方式各有特點優(yōu)勢，但也存在一定局限性，最重要的是在合適的場景找到合適的儲運氫方式。

綜合來看，高壓氣態(tài)儲氫在中短期內仍將是主流方案，未來低溫液態(tài)儲氫及固態(tài)儲氫有望逐步實現(xiàn)商業(yè)化。

氫能用市場規(guī)模將達2.5萬億美元

國際氫能委員會預測，到 2050年，全球范圍內氫能占全部能源消費的比重將提高到18%，氫經濟的市場規(guī)模將達到 2.5 萬億美元。

我國氫能發(fā)展雖然起步相對較晚，但已形成較大的規(guī)模，目前已經成為了世界上最大的制氫國。截至2022年底，我國各地方發(fā)布氫能政策超300項。當前，已有超過三分之一的中央企業(yè)在氫產業(yè)鏈上布局發(fā)展。

今年以來，相關氫能項目開展得如火如荼，譬如，甘肅省4GW光伏離網制氫項目啟動招標，單體制氫規(guī)模創(chuàng)國內新高，招標規(guī)模超預期;內蒙古自治區(qū)的第二批風光氫儲項目啟動，下半年有望開啟第三批、第四批項目建設，等等。

對于未來，國家信息中心經濟預測部產業(yè)經濟室主任魏琪嘉在接受央視財經采訪時也表示，以氫能牽動產業(yè)鏈綠色化轉型帶來產業(yè)受益為例，潛在產業(yè)規(guī)模將達到10萬億元。

根據中研普華研究院《2023-2028年中國儲氫材料行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預測報告》顯示：

氫氣的運輸是氫能發(fā)展道路上又一關鍵環(huán)節(jié)，在氫氣總成本中占比達到20%-30%。氫氣的運輸方式主要由氫氣的儲存形式及運輸距離決定，目前主要包括長管拖車、氫氣管道、液氫槽車三種。

從儲運綜合成本來看，高壓長管車仍是短距離、小規(guī)模氫氣運輸?shù)闹饕绞?，隨著運輸里程增加，管道運輸、液氫槽車等方式的經濟性逐步凸顯。

從規(guī)模來看，目前我國輸氫管道規(guī)模較小，總里程約400公里，在用管道僅百公里左右，主要由中國石油、中國石化、國家電投等大型國企建設。其中，中國石化巴陵—長嶺氫氣輸送管線，全長42公里，是目前國內已建成的最長氫氣輸送管線。

根據《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》測算，2030年我國氫氣管道總里程將達到3000公里。2023年4月，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》。“西氫東送”管道全長400多公里，是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。

同時，我國也在積極推動管道運輸?shù)募夹g進步。2023年6月，在哈密國家管網集團管道斷裂控制試驗場，我國首次高壓力純氫管道試驗取得成功，工作人員完成了6.3兆帕管道充氫測試和9.45兆帕管道爆破測試，各項結果均達到預期。

2023全球氫能領域投資總額5000億美元

關于全球氫能產業(yè)的未來，據國際氫能委員會預測，到2030年，全球氫能領域投資總額將達5000億美元;到2050年，氧能將滿足全球18%的終端能源需求。氧能產業(yè)將創(chuàng)造3000萬個工作崗位，減少60億噸二氧化碳排放，并創(chuàng)造超過2.5萬億美元的市場價值，將為全球能源轉型和減碳事業(yè)做出巨大貢獻。

自2019年，我國氫能產業(yè)駛入了發(fā)展快車道。2022年3月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《氫能產業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，提出要建立“1+N”政策體系，明確氫能戰(zhàn)略定位，部署產業(yè)發(fā)展重點任務。

我國各地方政府也發(fā)布了很多氫能政策。截至2022年底，各地發(fā)布的政策超300項，政策類型多方面，支持方向以氫能交通應用向跨行業(yè)耦合應用場景拓展。

進入2023年，氫能行業(yè)獲政策的支持力度更大。譬如，2023年1月份，湖南省長沙市發(fā)改委發(fā)布的《長沙市氫能產業(yè)發(fā)展行動方案(2023年—2025年)》提出，到2025年，氫能產業(yè)培育初見成效，產業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高，氫能示范應用取得明顯效果;2023年6月份，廣東省能源局印發(fā)的《廣東省推進能源高質量發(fā)展實施方案》提出，聚焦氫能核心技術研發(fā)和先進設備制造，加快培育從氫氣制備、儲運、燃料電池電堆、關鍵零部件和動力系統(tǒng)集成的全產業(yè)鏈。

在氫能研發(fā)方面，據中國石油集團經濟技術研究院的文章，中國氫能技術研發(fā)與專利迎來爆發(fā)期，年均增速超20%，年均申請量超過8000件。2021年，中國氫能專利申請量占全球的77%，有效氫能專利占全球的45%。這使得我國已成為全球氫能專利產出的主要國家。這當中，截至2022年9月底，中國氫能“制-儲-輸-用”全產業(yè)鏈專利總量達到119629件，產業(yè)鏈中下游專利占比達到73.6%。

當前，氫能清潔高效的供應網絡正在形成。氫源結構呈“穩(wěn)灰增綠”，灰氫仍是主體，發(fā)展空間有限，綠氫示范提速，多條路線并重。

我國相關企業(yè)也積極行動起來。當前，已有超過三分之一的中央企業(yè)在氫產業(yè)鏈上布局發(fā)展，覆蓋了煤炭、電力、石油天然氣、核能等各個重要的能源領域。研報顯示，據不完全統(tǒng)計，截止 2021 年末，我國針對氧能產業(yè)的投資基金累計規(guī)模超800億人民幣。2020年-2021年公開可查詢的基金規(guī)模已超越 2015-2019年基金規(guī)?？偤汀?/p>

具體項目方面。6月25日，據國家石油天然氣管網集團有限公司消息，9.45兆帕全尺寸非金屬管道純氫爆破試驗在位于新疆哈密的國家管網集團管道斷裂控制試驗場成功實施，這標志著國內首次高壓力多管材氫氣輸送管道中間過程應用試驗圓滿完成，為我國今后實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠距離純氫運輸提供了技術支撐。

《2023-2028年中國儲氫材料行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預測報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對儲氫材料行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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