高效、低成本的氫氣儲運技術是實現氫能大規模應用的必要保障，國家也提倡探索多種儲運技術路線并行發展，液氫因其能量密度高、儲存壓力低、氣化純度高，有望成為氫能規模化發展的重要方式。中科院理化所長期致力于低溫液氫技術與裝備研發，并作為聯合單位參與國家能源氫儲運創新平臺建設。在3月26日舉辦的國際氫能創新合作論壇上，中國科學院理化技術研究所研究員、項目首席科學家謝秀娟博士作了《規模化氫液化儲運發展與產業應用》的主題演講。

以下為謝秀娟博士演講全文：

尊敬的各位來賓、各位領導、各位同行朋友，大家下午好。

很榮幸今天能夠有機會向大家一起來分享一下《規模化氫液化儲運發展與產業應用》。

我今天的分享主要是從三個方面展開，首先談一談液氫在氫能產業中重要的意義。氫能能夠同時應用于交通儲能發電和分布式冷熱電聯供的能源形式，我們從整個的氫能鏈條看，它從制氫到儲運到應用，制氫從灰氫、藍氫到綠氫，儲運目前也有多種技術路線在并行。包括傳統應用比較廣泛的壓縮氫氣，氫氣管道和液氫，還有目前業態有機氫的儲氫還有固態儲氫最終進行氫能的應用。

隨著氫能要想大規模應用，可以看到儲運的環節是一個實現低成本的重要的卡點。液氫在大規模的應用過程中它的重要的經濟性指標就是儲氫密度，液氫總的儲氫密度我們聯合能源總署規定質量的儲氫密度大于5%，體積的儲氫密度希望大于50公斤氫的情況。液氫作為非常好的載體形式，它的儲氫密度比較高，而相應的工作壓力低，安全性好。在2014年國外的長期的發展，隨著大規模氫能的應用，給出了在400公斤每天以上的規模以后，它的液氫的方式會慢慢的具有經濟性，它的運量更大，充裝更快，占地更小，是相對優的選擇。

同時參照2022年的數據，我們與目前比較新型的合成液氨以及有機液態儲氫對比，在每一個鏈條的環節，以合成液氨為例真正耗能環節是在氨氣的裂解環節，氫液化主要的環節主要是涉及到低溫液化和運輸的環節，對于有機液態儲氫最終是一個脫氫的環節，我們最后經過整個鏈條的比較，可以看到氫液化的技術終端的成本可以控制在3.2塊大3.8塊每公斤的量級，未來的5年內我們認為多種氫能的產業鏈儲運的方式是并行示范的，最終是一個能耗終端的成本，安全，技術傳輸度和應用場景多個維度的競爭，相信在每一種應用場景下，我們每一種的儲運方式都有它的應用的方式。

我們現在就向各位來交流一下，我們目前液氫的關鍵技術裝備發展的現狀。

針對整個的液氫的鏈條，它也有一個氫液化到儲存運輸加注一直到用戶的整個液氫的技術產業鏈。我們整個梳理世界上的氫液化的分布，可以看到主要的總產能是以北美為主，特別是以美國為主。它們的總產能達到430噸/天，歐盟是30噸/天的量級，中國3年前還是以航天為主，特別是近三年中國的氫液化裝備實現了井噴式的發展，目前已經突破了1.5-5噸/天的氫液化裝備，單套大于5噸/天以上的裝備正在研制突破中，國內的總產能逐漸開始跟上，達到了目前15噸/天民用的量級。

這里梳理了國內的發展，可以看到早期主要是應用在航空航天領域，2021年至今近三年分別有5臺套，逐漸開始走向真正的產出液氫，隨著我們進一步的預期，未來三到五年的需求牽引下，整個氫液化會實現井噴的更大規模的發展。

在整個儲運的環節，早期主要是20世紀60年代，以美國為首最大的液氫球罐水溶劑可以達到3800例以上，在日本的神戶機場也建立了2500例的液氫儲罐，相應也進行一萬例的大規模的液氫球罐的設計方案。隨著規模化的發展，球罐形式是未來能夠上到更大規模、更大儲量的非常好的結構形式，而國內是早期在航天的發展，在2012年已經在航天應用了100-300例的液氫的臥罐，相應的技術已經開始轉化，目前正在進行國內首臺套400例液氫球罐的建設。

在液氫的加注方面，目前全球有400多座，除了中國以外，咱們現在加氫站將近1/3國外是液氫加氫站，主要是以70兆帕和35兆帕兩種壓力等級進行加注，特別是以美國居多，其次是日本。而我們國內目前也初步具備了35兆帕和70兆帕加氫站的自主研發和建造能力，這個液氫加氫站總體還是處于一個開發和示范的階段。隨著我們氫能規模的應用，它的市場前景是相對比較廣闊的。

這里整個梳理了一下，液氫在我們各級政府包括國家發改委發布的《氫能產業的中長期發展規劃》，以此為綱要，北京市上海市廣東省山東省河南省等等氫能的發展頭部省市，也相應的發布各自的發展規劃。從這些規劃可以看到液氫無論是從液化儲運加注到整個的鏈條的應用，包括關鍵技術突破和關鍵裝備的發展，都是各個規劃的重要的布局的方向。

依托整個液氫的發展，目前要實現它更好的健康發展，相應的國家的法規和標準，目前也在積極的推進中。我們有關的國標和相應的液氫加氫站里涉及的國標，還有相應的移動式的壓力容器，固定式的壓力容器等相應的團標都在依次建立，我們也是期待著在未來相應的標準能夠逐漸的更加的完善，能夠促進液氫更好的發展。

隨著目前國內發展的現狀，我們國內在液氫的國產化的進程中走過了漫長的道路，我們中科院理化所是國內綜合性的科學與技術的研究機構，也是國家的擬建低溫科學與技術國家重點室，我們1956年建立低溫專業開始在國內扎根生根發芽結果。我們整個理化所的布局是從1959年液氫的領域實現了整個鏈條，以洪院士、周院士兩代院士四代科學家，經過60多年的堅守，我們實現了整個從核心技術到關鍵裝備到工程應用到產業轉化整個鏈條的全線打通。

我們依次突破包括高速的氦透平、板翅式換熱器、高精濾油集權調控等系列的關鍵技術。同時取得了理化所支持的轉化公司也取得了一系列的里程碑的事件，這是2022年1月我們首次實現了1.5噸/天全國產的氫液化氣出口加拿大，這也是首次我們實現自由的技術能夠銷往海外，這是一個非常重要里程碑事件。

第二個里程碑事件，2022年12月，我們在國內首次實現了首套民用并且獲得生產許可的1.5噸氫液化氣的成功生產，液氫可以作為商品在市場進行銷售的買賣。

第三個里程碑事件，在今年3月8號我們實現了氦制冷循環的5噸/天的氫液化氣全線的打通，滿負荷運行工況下，液化率達到了5.17噸每天，相應的整個的能耗，我們接近是13度電每公斤液氫的較低的能耗，這個能耗是我們目前在同等的量級上也達到的一個國際先進水平的行列。

目前我們在科技部重點研發計劃，液氫制取儲運加注關鍵裝備與安全性研究項目資助下，在整個液氫的鏈條上希望能夠進一步的打通關鍵技術和關鍵裝備，實現液氫工廠和液氫加氫站的總體的工程示范，能夠從整個鏈條上確認液氫的技術路線是否能夠真的有效的解決氫能領域的卡點問題。

這就是我們目前正在籌建的另外一套由氫制冷的氫液化循環的大于5噸/天的氫液化裝置，整個液氫工廠目前正在加緊建造中，也是我們采用國際的全氫的流程，我們采用自有的技術和自有的整體的智能化的控制，實現整個液氫液化工廠安全保障的系統。我們目前的設計的能力大于6.4噸/天，整體的能耗可以小于12度電，這也是跟同期2007年德國的一套裝置的同指標的對比。

同時，我們實現了氫/氦低溫透平膨脹機的國產化和系列化，在整個的系列化里面，我們的指標與國際對標，我們基本上能夠達到同等先進水平的行列，也實現了整個的不同的冷量系列化的發展。

與此同時，在整個專項的支持下，我們在去年12月29號，實現了國內首臺民用的液氫罐車成功下線，這個液氫的罐車的成功下線也是我們整個的非常重要的里程碑事件，能夠真正的為我們后續液氫上路奠定了一個很好的基礎。

在液氫球罐上我們也開始進行整個的建造工作，同時對于液氫加氫站我們總體的關鍵裝備也均已研制過程，目前的總體能耗，我們希望通過這個項目的示范，能夠達到2度電以下的總體能耗，能夠進一步提升液氫的技術路線的競爭性。

隨著我們整個技術路線的大頭，未來我們以5噸、6噸為牽引，希望能夠實現10噸到30噸/天液氫工廠整個的自主可控的發展。在這個過程，我們與國外的液氫工廠總產能特別是北美相比，我們目前國內的產能大概在2%、3%的左右的量級，與我們預期的氫能市場遠遠不能滿足整個氫能市場的預期的，我們預期在未來需求的牽引下，我們整個的氫液化的鏈條能夠實現示范井噴式發展。

我們對整個液氫的創新鏈進行整體梳理，預計是在2023年到2025年我們實現整個液氫裝備壯大期的蓬勃發展，在2025到2030年隨著整個與工業應用和具體場景具體結合，我們可以在交通、能源工業等方面進行更有效的利用，實現它的成熟期的發展。

最后，分享一下整個的小結：

整個液氫從液化儲運加注到最后應用的產業的創新鏈，在國家以及省部級項目支持下已經實現了關鍵技術的突破和關鍵裝備的自主可控的發展，也是希望在今年明年能夠實現整個產業鏈的示范。

制氫端，液氫具有經濟性、高效性和安全性優勢，隨著整個氫能規模的大范圍的應用，與可再生能源特別是綠氫的最佳的匹配的路線之一。

隨著整個氫液化的發展，能耗在目前的5噸到13度電的量級，隨著規模到30噸到50噸的量級，整個的能耗的指標可以有望降低到目前的50%以上，經濟性非常可觀的。

儲運環節，我們要實現整個的液氫的上路，我們的液氫罐車關鍵裝備已經完成了，后一步也是希望能夠呼吁同行，呼吁國家相關部門，能夠解決我們液氫罐車的上路的卡點問題，真正的實現在氫能領域大幅度降低氫運輸成本和綜合成本。

最終有一個很好的預期，未來在應用端，我們的液氫不單單是一個高質量的液氫，還是一個超高純度的999999的氫，能夠極大的滿足我們在交通、半導體、電子氫、燃料電池等方面的應用，而且是隨著可再生能源的比例逐步增大，液氫儲能能夠有效地解決未來氫能長周期的時空轉移的應用場景。這也是我們非常值得期待的很好的應用。

以上就是我和各位同仁朋友的分享，非常感謝大家。謝謝。