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2018年，國家發(fā)改委面向全社會公開征集對《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄》(2016版)的修訂意見。業(yè)內(nèi)人士建議，把氫的液化、液態(tài)氫儲存、運輸和加注等設(shè)備列入《指導(dǎo)目錄》。彼時由于液氫技術(shù)難度大，又缺少相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和政策規(guī)范，國內(nèi)民用液氫技術(shù)存在大片空白。

五年來，在眾多國內(nèi)企業(yè)的努力下，國內(nèi)民用液氫在制、儲、運、加、用等領(lǐng)域突破了“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)，從無到有，一步步不斷壯大，并逐漸構(gòu)建起一整套民用液氫產(chǎn)業(yè)鏈體系。當(dāng)前國內(nèi)民用液氫核心裝備正在向從“1到N”的商用征途邁進(jìn)。
國內(nèi)自主核心技術(shù)填補多項空白

液氫作為一種高效的儲氫方式，具有具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)、高效可控、不易污染、品質(zhì)穩(wěn)定等特點。然而長時間以來，由于我國氫液化發(fā)展較晚，工程實例較少，主要應(yīng)用于航天軍事領(lǐng)域，關(guān)鍵技術(shù)裝備處于“卡脖子”狀態(tài)。在2020年以前，民用液氫市場更是一片空白。

近年來，隨著國家加速推進(jìn)氫能戰(zhàn)略，以及全國各地陸續(xù)公布?xì)淠芤?guī)劃，液氫憑借大規(guī)模遠(yuǎn)距離運輸?shù)某杀緝?yōu)勢，迎來了良好的發(fā)展勢頭，國內(nèi)眾多企業(yè)積極發(fā)展自主技術(shù)，在液氫的制、儲、運、加、用領(lǐng)域取得明顯的突破。

在液氫制取方面，由于多年以來，大型氫液化核心設(shè)備受到國外相關(guān)貿(mào)易政策管制，限制設(shè)備出口并禁止技術(shù)交流，導(dǎo)致我國在大型氫液化冷箱、高速低溫透平膨脹機等關(guān)鍵設(shè)備及技術(shù)發(fā)展滯后。近年來，在中國航天科技集團(tuán)六院101所、中廣核集團(tuán)、中科富海、國富氫能等企業(yè)的大力攻克下，大型液氫制取設(shè)備正逐步實現(xiàn)成套裝備國產(chǎn)化。

2019—2022年，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的基于氦膨脹制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)相繼問世。2019年年底，中科富海1.5TPD(噸/天)氫液化裝置完成核心裝備加工、制造，集成氫液化冷箱主體；2021年9月，航天六院101所2.3TPD氫液化系統(tǒng)順利產(chǎn)出液氫；2022年4月7日，鞏義市成功引入中廣核集團(tuán)年產(chǎn)18套氦循環(huán)氫液化設(shè)備1TPD、5TPD液氫機項目。

從技術(shù)來看，5TPD是道坎。這意味著生產(chǎn)出的液氫將具備大規(guī)模商業(yè)化價值。2023年以來，基于液氫預(yù)冷的氫液化裝置取得突破，也使得氫液化裝置的產(chǎn)量大幅提升。今年3月，中科富海5TPD氫液化器大型臥式冷箱產(chǎn)品成功下線。4月，國富氫能10TPD氫液化工廠核心設(shè)備成功下線，將被應(yīng)用到齊魯氫能一體化及儲氫裝備制造項目中。目前國富氫能正快步向30TPD氫液化裝置進(jìn)軍，預(yù)計今年年底將推出相應(yīng)產(chǎn)品。

在液氫儲運方面，很長一段時間里，國內(nèi)市場上對液氫儲運裝置的需求較少，國內(nèi)鮮有企業(yè)在該領(lǐng)域布局。隨著液氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國富氫能、中集安瑞科等企業(yè)取得了顯著成績。

國富氫能目前已擁有針對液氫工廠和液氫加氫站的推出了相應(yīng)的液氫容器系列產(chǎn)品。其中用于齊魯氫能（山東）氫能一體化項目中的液氫儲存容器，已于去年3月開始建造。該液氫儲存容器設(shè)計尺寸為200m?以上，儲氫量超過14噸；在液氫移動運輸方面，國富推出了多式聯(lián)運的ISO液氫罐式集裝箱，已完成建造并通過了低溫性能試驗，液氫的靜態(tài)蒸發(fā)率不超過每天0.7%，可以確保15天以上的儲存和不排放維持時間。

中集安瑞科在液氫容器制造行業(yè)也具有很強的實力。今年3月，中集安瑞科旗下中集圣達(dá)因中集圣達(dá)因正式開工建造國內(nèi)首臺民用液氫罐車；6月，中集安瑞科首臺40英尺液氫罐箱成功下線。

特別值得一提的是，太鋼成功開發(fā)出液氫容器專用不銹鋼系列（板、管、型）材料，產(chǎn)品化學(xué)成分、超低溫性能（-269℃）等指標(biāo)完全滿足液氫環(huán)境的苛刻要求，填補了國內(nèi)民用液氫壓力容器用不銹鋼的空白，為國內(nèi)液氫儲存容器開發(fā)解除后顧之憂。

在液氫加氫領(lǐng)域，國家能源集團(tuán)低碳院和航天科技集團(tuán)六院等單位已開發(fā)出了液氫末端氣化加注技術(shù)，可將液氫轉(zhuǎn)換為超純氫氣應(yīng)用在燃料電池汽車上。

2022年5月，國家能源集團(tuán)低碳院開發(fā)出的全球首個基于潛浸式高壓液氫泵的液氫加注技術(shù)，在美國進(jìn)行了加氫商業(yè)示范，性能達(dá)到世界領(lǐng)先水平；今年3月，航天科技集團(tuán)六院101所承擔(dān)的“液態(tài)儲氫加氫示范系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備研制”課題通過了航天科技集團(tuán)驗收。該系統(tǒng)解決了液氫在加氫站內(nèi)運用的工藝實現(xiàn)和運行策略問題。

在液氫的應(yīng)用領(lǐng)域，國內(nèi)車載液氫儲氫系統(tǒng)還處在研發(fā)試驗階段。福田汽車推出的49T歐曼智藍(lán)氫燃料電池液氫重卡，搭載了航天集團(tuán)六院101所研發(fā)的儲氫系統(tǒng)，可儲氫80kg，續(xù)航突破了1000km；長城汽車研發(fā)的新長征1號液氫重卡，搭載了未勢能源的“木星”車載液氫儲氫系統(tǒng)，單瓶儲氫質(zhì)量高達(dá)80kg以上，續(xù)航里程也超1000km。

此外，國富氫能推出了1000L和1200L的液氫車載供氫系統(tǒng)解決方案，分別可儲氫59.5kg和71.4kg；奧揚科技獨立研發(fā)出的500L液氫智能供氫系統(tǒng)，可儲氫量達(dá)31.5kg。

5年來，在眾多企業(yè)的參與布局下，我國民用液氫的產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的核心裝備都已經(jīng)實現(xiàn)了零的突破，液氫也開啟了商用嘗試，“從0到1”這道關(guān)卡已經(jīng)初步打通。

國富氫能研究院院長王朝告訴高工氫電，液氫過去長期以來在國內(nèi)發(fā)展得比較緩慢，究其原因主要是液氫此前缺乏應(yīng)用場景，缺乏民用的需求，國內(nèi)涉足液氫領(lǐng)域的企業(yè)也不多。如今在“雙碳”政策的大背景下，氫能行業(yè)亟需找到一條安全、經(jīng)濟(jì)的氫儲運路線，液氫因其自身優(yōu)勢十分適合氫氣的中長距離運輸。同時經(jīng)過多年研發(fā)探索，整個產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)積累的技術(shù)已逐漸走向成熟，在市場和技術(shù)的共同推動下，使我國民用液氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展正走上快車道。

國產(chǎn)液氫裝備要向節(jié)能降耗發(fā)展

一位業(yè)內(nèi)人士表示，在過去的5年里，液氫裝備國產(chǎn)化的確取得了重大突破，現(xiàn)在擺在企業(yè)面前的難題是如何讓國產(chǎn)化設(shè)備取得市場信任，讓行業(yè)真正接受液氫儲運路線的可行性。這里面既有技術(shù)上需要突破的難點，也受上游氫源、電價帶來的制約。

在液氫制取方面，雖然我國很多企業(yè)的設(shè)備采用了目前國際主流的液氫預(yù)冷的制氫方式，但設(shè)備的產(chǎn)量依舊偏小。目前國外運行成熟的液氫工廠普遍應(yīng)用的是30TPD氫液化裝置。而且，國內(nèi)氫液化裝置在設(shè)備降低能耗、運行穩(wěn)定性、技術(shù)成熟度等方面還有較大的提升空間。

在液氫儲運方面，液氫貯箱作為一種低溫液體貯箱，容器必須要求絕熱，以減少漏熱導(dǎo)致的蒸發(fā)損失。對于液氫貯箱來說，使用率最高的是真空多層絕熱。國外性能優(yōu)異的液氫貯箱的日蒸發(fā)率約為0.5%，而國內(nèi)目前液氫貯箱的日蒸發(fā)率約0.9%，企業(yè)需提升工藝技術(shù)降低損耗。

在液氫應(yīng)用方面，由于目前國際上液氫直接應(yīng)用在車輛上的技術(shù)均不夠成熟，這需要更多企業(yè)參與進(jìn)來，共同開發(fā)車載液氫系統(tǒng)，提升燃料電池車輛的續(xù)航里程和穩(wěn)定性，助力燃料電池汽車的快速推廣應(yīng)用。

在未來兩三年內(nèi)，隨著可再生能源發(fā)電成本的降低,電解水制氫具備了經(jīng)濟(jì)性之后,將會給液氫產(chǎn)業(yè)帶來更大的發(fā)展機會?？稍偕茉窗l(fā)電項目便宜的電價和地價，可彌補液氫制取成本高的缺點，實現(xiàn)新能源的優(yōu)勢互補、良性發(fā)展。國內(nèi)液氫裝備企業(yè)應(yīng)趁此時機，加大研發(fā)力度，加速相關(guān)設(shè)備、零部件的國產(chǎn)化、優(yōu)質(zhì)化進(jìn)程，為即將到來的市場爆發(fā)做足準(zhǔn)備。 

原標(biāo)題：中國民用液氫裝備如何從“1到N”？