在全球能源結(jié)構(gòu)加速向清潔低碳轉(zhuǎn)型的背景下，氫能因其零排放、質(zhì)量能量密度高和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，被視為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵能源載體。我國已將氫能產(chǎn)業(yè)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并在制氫、用氫環(huán)節(jié)取得顯著進(jìn)展。然而，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的技術(shù)瓶頸嚴(yán)重制約了氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模化發(fā)展。為此，中國工程院院士陳學(xué)東建議，未來5到10年，我國需重點(diǎn)攻關(guān)高壓儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)，同時(shí)探索多元化儲(chǔ)運(yùn)路徑，支撐氫能在能源體系中發(fā)揮更大作用。

　　我國氫能產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模

　　據(jù)記者了解，美國、歐洲、日本和韓國等在20世紀(jì)就開始布局氫能產(chǎn)業(yè)，并在燃料電池汽車、氫動(dòng)力船舶、氫能煉化等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)示范應(yīng)用。例如，日本在液氫儲(chǔ)運(yùn)和燃料電池技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，歐洲則重點(diǎn)推進(jìn)可再生能源制氫和氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

　　我國氫能產(chǎn)業(yè)在政策支持下快速發(fā)展，已形成“制、儲(chǔ)、運(yùn)、加、用”全產(chǎn)業(yè)鏈布局。在制氫方面，我國是全球最大氫氣生產(chǎn)國，2024年氫氣產(chǎn)量約3700萬噸，主要來自化石能源制氫(灰氫)和工業(yè)副產(chǎn)氫，綠氫(電解水制氫)占比仍較低。在用氫方面，氫燃料電池商用車示范推廣穩(wěn)步推進(jìn)，交通、儲(chǔ)能、發(fā)電、工業(yè)等多領(lǐng)域應(yīng)用生態(tài)逐步形成。

　　在技術(shù)體系方面，我國已經(jīng)構(gòu)建了“純電+混動(dòng)+燃料電池”“電池+電機(jī)+智能網(wǎng)聯(lián)”的三縱三橫新能源車技術(shù)體系，并在氫能安全、關(guān)鍵材料、核心裝備等方面持續(xù)攻關(guān)?！叭欢覈鴼淠墚a(chǎn)業(yè)整體仍處于商業(yè)化前期，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的技術(shù)短板成為制約氫能規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸?！标悓W(xué)東院士強(qiáng)調(diào)。

　　儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展不足成瓶頸

　　氫能儲(chǔ)運(yùn)是連接制氫端和用氫端的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響氫能的經(jīng)濟(jì)性和安全性。目前，我國在儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)上仍存在以下短板。

　　一是高壓儲(chǔ)氫技術(shù)尚未完全自主可控，如加氫站的關(guān)鍵設(shè)備：70兆帕供氫管閥件、高壓大排量氫氣壓縮機(jī)等依賴進(jìn)口；用于車載儲(chǔ)氫的70兆帕Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶及瓶口閥仍處于樣機(jī)階段，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

　　二是液態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)面臨能耗與成本挑戰(zhàn)，大規(guī)模低能耗液化工藝、低溫氫膨脹機(jī)的研發(fā)尚未突破。

　　三是固態(tài)儲(chǔ)氫和超臨界儲(chǔ)氫仍處于研發(fā)階段，固態(tài)儲(chǔ)氫材料研究較多，仍處于起步階段；超臨界儲(chǔ)氫研發(fā)起步較晚，只有少數(shù)企業(yè)開展了部分預(yù)研工作。

　　四是管道輸氫經(jīng)濟(jì)性待驗(yàn)證，純氫管道建設(shè)成本高昂，每千米建設(shè)成本達(dá)500萬至600萬元，短期內(nèi)難以大規(guī)模推廣；天然氣管道摻氫技術(shù)在我國仍處于小規(guī)模試驗(yàn)階段，安全性和經(jīng)濟(jì)性需進(jìn)一步驗(yàn)證。

　　總體來看，在規(guī)范設(shè)計(jì)條件下，我國氫能儲(chǔ)運(yùn)裝備的安全問題總體可控，當(dāng)前主要問題是通過技術(shù)迭代降低氫能儲(chǔ)運(yùn)成本，可通過材料國產(chǎn)化、規(guī)模化生產(chǎn)、系統(tǒng)優(yōu)化等方式實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

　　短期發(fā)展高壓儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)裝備

　　目前，氫能產(chǎn)業(yè)正處于從示范向商業(yè)化過渡的關(guān)鍵階段，儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的突破將是決定氫能產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的核心因素。面對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，陳學(xué)東院士建議，短期看，氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以高壓儲(chǔ)氫為主，一方面，加快國產(chǎn)化替代，推進(jìn)70兆帕Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶、70兆帕瓶口組合閥、70兆帕站用高頻切斷球閥等關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化；另一方面，優(yōu)化高壓儲(chǔ)氫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低材料成本，提高安全性。

　　陳學(xué)東院士表示，高壓儲(chǔ)氫領(lǐng)域可與長距離管道輸送相結(jié)合。我國已經(jīng)規(guī)劃建設(shè)了烏蘭察布到燕山、康保到曹妃甸、霍爾果斯到連云港等長輸管道；國家管網(wǎng)已經(jīng)完成6.3兆帕金屬管道的沖擊試驗(yàn)；《輸氫管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》《氫氣管道工程技術(shù)使用技術(shù)規(guī)范》也已發(fā)布，相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)正在起草中。但純氫金屬管道的建設(shè)成本較高，利用天然氣管道摻氫相對(duì)經(jīng)濟(jì)。

　　數(shù)據(jù)顯示，截至2024年，全球共有50多個(gè)天然氣管道摻氫示范工程，每年有超過3000噸氫氣摻入天然氣管網(wǎng)。“現(xiàn)階段應(yīng)聚焦技術(shù)成熟度較高的高壓儲(chǔ)氫和摻氫管道，避免盲目推進(jìn)高成本純氫管道建設(shè)?！标悓W(xué)東院士補(bǔ)充道。

　　長期開發(fā)多元儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)路徑

　　“在發(fā)展高壓儲(chǔ)氫基礎(chǔ)上，應(yīng)逐步發(fā)展液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液體儲(chǔ)氫、化合物儲(chǔ)氫，并適度超前開展深冷—高壓超臨界等儲(chǔ)氫前沿技術(shù)研究?！标悓W(xué)東院士表示。

　　著眼未來，陳學(xué)東院士建議，我國可以探索多元化儲(chǔ)運(yùn)模式，發(fā)展長時(shí)氫儲(chǔ)能技術(shù)與裝備，促進(jìn)可再生能源規(guī)模化利用和分布式儲(chǔ)能。這包括建設(shè)基于固態(tài)儲(chǔ)氫的儲(chǔ)能電站，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供；開發(fā)超導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電裝備與液氫融合的海上制氫技術(shù)，以及海上平臺(tái)氫氣儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)運(yùn)裝備；風(fēng)電、光伏、海洋能等可再生能源與氫儲(chǔ)能耦合的分布式能源島等。預(yù)計(jì)我國可以在2025年內(nèi)解決高壓儲(chǔ)氫技術(shù)現(xiàn)有難題，2030年開發(fā)完成液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)，2035年實(shí)現(xiàn)多元化儲(chǔ)氫產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的自主可控。