如果说氢能产业在2019年的时候，还只是萌芽阶段，时至今日，整个行业的发展已经进入到爆发前期。

氢能汇记者了解到，有业内专家预测：到2025年，在全球范围内将建设2800座氢燃料的补给站，到2030年，至少提供1千万辆到1500万辆燃料电池，以及50万辆的燃料电池重卡的电池卡车行驶所需要的氢气。

到2050年，氢能产业将创造3000万个就业岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元产值，在全球能源中所占比重有望达到18%。

氢能产业仿佛一头“巨兽”正在破壳而出。作为一个有着超长产业链的行业，似乎游龙一般，每一寸关节都显得比较重要，但对于整个行业来说，最为重要的关键环节究竟是什么？

储运是氢能发展的“命门”

良好的氢能运输与氢能网络建设是氢能产业发展的必要条件。随着氢能产业的兴起，未来“氢能社会”必然要实现制氢、储氢、运氢、加氢和用氢每一个环节相互循环与快速匹配才能使其顺利发展壮大。

从氢能的上中下游各个环节的发展情况看，制氢、加氢、用氢其实都是比较容易实现规模化发展的。整个氢能产业的短板在于氢能储运。

正如林德公司大中华区氢能源总监王海在15日盐城举办的中国新能源发展论坛上说：“氢气使用跟汽车加油站一样，大规模分散性使用，这种情况下氢气运输带来了一个巨大的挑战。”

氢能储运就像是人体内的血管一样，把氢气供应给用氢端的各个地区，一旦这关键的通道没有建成或者无法匹配氢能上下游的供需需求，整个行业的发展就会像人体组织“缺血”一样“坏死”。

氢气的特性偏偏导致其在储运方面面临重重难题。一方面，氢的质量能量密度高，大约是汽油的3倍；但体积能量却非常低，常温常压下比汽油低4个数量级。

另一方面，氢还具有易燃易爆特点，爆炸极限浓度为4.0%-75.6%（体积浓度），在高压下容易使金属材料发生氢脆反应。这些物理特性使得氢的运输和储存十分棘手。

气态、液态、固态谁才是最佳方式

对于氢气的储运，主要有气态、液态和固态三种方式。

最为常用的氢气储运技术是高压气态储氢，储运工作压力一般达到120-150atm，甚至高达200 atm。

高压气态储氢的优点是应用比较灵活、充放速度快，且在常温下就可以操作。

这种方式的主要缺点是需要配备高强度耐压容器，并且需压缩才可储存，但压缩过程中必然要消耗大量能源。此外，耐压容器在存储氢气时易被腐蚀，存在泄漏和爆炸等风险；

不仅如此，高压储氢对于氢气传输距离远近也比较敏感，长距离储运会导致成本激增。

上海氢枫能源副总经理宣锋在11月15日在盐城举行的中国新能源发展论坛上发表的讲话支持了这个观点。他说：“储运现在高压气芯在150公里之内有它一定的优势，如果超出150公里，运输成本在氢气的总成本里面比例会越来越大。”

低温液态储氢最大优势是质量储氢密度相对较高，按照目前的设备水平低温液氢储运中密度能可以超过5wt%。王海介绍说，液氢运输正好在这里可以10倍有效于压缩气的运输。

尽管如此，液态氢气容易蒸发损失，并且储运过程中需要配套低温设备，需要极好的绝热装置来隔热造成成本非常高。另外液氢在大型储罐中储存时容易出现热分层，可能发生液氢爆沸，使储罐破裂。

另外一种储氢方式可以成为“固态储氢”。在一定温度和压力条件下，利用金属捕捉氢原子，生成稳定的金属氢化物。之后，通过加热的方式激发金属氢化物，使金属氢化物能够分解，从而使氢气从中释放出来。

图片来源：华经情报网

储氢合金的优点相对于上述气态和液态储氢有较大的体积储存密度优势，其体积储氢密度最高可达到50kg/m3。而且固态金属储氢的安全性比上述两种方法好，即使遇剧烈撞击也不会发生爆炸。

但其缺陷主要是在于储氢合金自重过大，使其储氢质量密度均在10%以下。由于需要额外配套催化加氢脱氢设备，无论使用在氢能汽车或工业运输上都会额外增加成本支出，并且储氢合金经过多次冲放后，性质并不稳定，容易粉化，这种方式的材料使用寿命并不理想。

另外，管道掺氢也是氢气储运的一个方式，但这种方式一个最大的问题就是算不过来账。

因为每标方氢气的价格远比天然气的价格高，但是热值只有天然气的1/3，如果天然气管道掺氢，在终端提供同一热值，氢气的价格应该是天然气价格1/3。目前天然气门站价格约为1.8元每立方米，按照1/3价格计算，氢气的价格就应该是0.6元每立方米，但这个价格甚至低于制氢的成本。

多种储运形式可能长期并存

不同的储运方式各有利弊，业内专家认为，氢气的储运是以高压气态氢、液氢、管道储氢等多种方式可能长期并存。

常规的气态储氢将在短距离氢气储运方面发挥作用。因为目前这项技术已经比较成熟，我国在35MP和70MP储氢瓶生产方面都已进入正常轨道。

“现在世界上绝大多数液氢生产集中在美洲，还有一些集中在日本。日本从2001年之后，提出了氢燃料电池之后，就开始了液氢商业化。”王海说。由此可见，我国在液氢发展方面起步是落后于国外的。

不过我国的液氢利用其实还有一种新的模式。这种模式是大连化物所李灿团队研究出来的液态阳光的项目。

中科院大连化学物理研究所张家港产业技术研究院有限公司副院长岳锌在盐城的论坛上介绍说：“液态阳光的全流程，从制氢一直到合成甲醇，再重整制氢。核心环节是，在甲醇重整的过程中有少量的一氧化碳，过程中会形成积累，干扰这个过程，我们又利用了一氧化碳在低氢高二氧化碳的情况下重整，把它变成一氧化碳和氢气，还可以增加它的经济性。电解甲醇制氢+低温燃料电池，是最适合的。”

长距离管道掺氢，目前也有项目在尝试，不久之前在张家口就举行了国家电投中央研究院参与的“天然气掺氢关键技术研发及应用示范”项目启动会，该项目所产氢气经纯化后分三路向外输送，其中一路将与张家口市政燃气管网掺混，应用于民用灶具及HCNG汽车。

虽然目前固态储氢只是在探索期，但其进展速度也令人欣喜。

江苏省产业技术研究院集萃先进能源材料与应用技术研究所所长周少雄介绍说，目前他们开发的低温固态储氢材料可以存储其体积上百倍的氢气，因而其储氢密度比液氢还高。这些合金材料性能非常稳定，不会燃烧爆炸，可逆性好，重复使用不低于5000次。

近年来，世界各国在固态储氢应用和新型储氢材料的研发上取得了诸多进展，成熟的储氢材料已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用。

综上所述，我国氢能产业在储运环节已经涌现了多种技术路线，不同的技术路线正在适应着不同的应用领域，但如果从规模化利用氢能的角度出发，大规模、远距离储运氢气的模式更利于行业的高速发展，固态储氢也好，管道输氢也罢，随着我们对于不同材料的探索和技术的进步，相信氢气储运环节不再是整个产业发展的短板。（来源：国际能源网）