- 液氢输送:液氢槽车运输适合运距较远
槽车是液氢车运的关键设备,常用水平放置的圆筒形低温绝热槽罐。运输成本结构与长管拖车类似,但增加了氢气液化成本及运输途中液氢的沸腾损耗。同时,由于液化过程的成本占整个液氢储运环节的70%以上,油费、路费等与距离呈正相关的成本占比并不大,液氢运输成本变动对于距离不敏感,液氢槽车运输更适合远距离运送。未来,随着液化设备的规模效应和技术升级,液化能耗和设备成本还有较大的下降空间。
- 固氢输送:仍处试验阶段,未来有望丰富短距离运氢途径
固态氢的运输是指用固体储氢材料通过物理、化学吸附或形成氢化物储存氢气,目前最具实用化价值的是使用储氢合金储存氢气,然后运输装有储氢材料的容器。轻质储氢材料(如镁基储氢材料)兼具高的体积储氢密度和重量储氢率,作为运氢装置具有较大潜力。将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用,加热介质和装置固定放置于充氢和用氢现场,可以实现氢的快速充装及其高密度高安全输运,提高单车运氢量和运氢安全性。但是由于储氢合金价格高(通常几十万元/吨),放氢速度慢,还需要加热,并且储氢合金本身很重,长距离运输不具备经济性。目前尚未有固态氢气运输的案例,各类储氢材料大都处于研究阶段。
(六)应用端:交通、工业、电力、建筑四大领域
氢能源的有效利用既可以减少碳排放,又可以降低对化石能源的依赖,应用场景丰富,包括交通、工业、电力和建筑四大领域。预计2050年交通领域氢气需求将接近4000万吨,工业领域氢能需求将超过3500万吨,建筑领域氢气需求将接近2000万吨。
- 交通
1)燃料电池汽车是未来推广重点
根据《中国氢能发展报告2020》测算,氢燃料电池商用车将率先实现产业化的应用与运行,除了政策的激励效应之外,氢燃料电池客车、物流车、重卡等车型将在2030年前取得与纯电动车型相当的全生命周期经济性。
燃料电池汽车一般主要由燃料电池系统、驱动电机、电力电子控制器、动力电池系统、车载储氢系统几大部件组成。燃料电池动力系统是燃料电池汽车的核心部件,也是燃料电池汽车成本高昂的主要原因,一辆燃料电池汽车总成本约三分之二来自于燃料电池系统。
氢燃料电池是通过氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢气与氧气在燃料电池电堆中进行电解水的逆反应,释放的能量转化为电能,为电机提供电能,而电机则作为动力源为车辆提供动力,驱动车辆行驶。
质子交换膜燃料电池是普遍采用的燃料电池技术,也是目前发展最好的燃料电池技术。
2)氢燃料电池商用车先行,未来空间广阔
我国氢能在交通领域的应用呈现氢燃料电池商用车先发展,氢燃料电池乘用车后发展的特点。当前氢燃料电池汽车的主要示范应用集中在物流、客车等领域。随着质子交换膜燃料电池的技术突破与规模效应带来的成本下降,氢燃料电池重卡、乘用车等车型的市场化进程将加快。
根据新能源汽车国家大数据联盟发布的《全国氢燃料电池汽车示范城市群车辆统计与分析报告》,截至2021年10月31日,新能源汽车国家监测与管理平台累计接入全国氢燃料电池汽车为6910辆,其中京津冀城市群、上海城市群、广东城市群累计接入4283辆氢燃料电池汽车,占全国氢燃料电池汽车接入量的61.98%。根据示范城市群的示范目标,2025年合计为3.3万辆,考虑其他非示范氢能规划持续落地,预计2025年中国氢燃料电池汽车10万辆的保有量目标有望实现。