中国民用液氢装备如何从“1到N”？

2018年，国家发改委面向全社会公开征集对《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(2016版)的修订意见。业内人士建议，把氢的液化、液态氢储存、运输和加注等设备列入《指导目录》。彼时由于液氢技术难度大，又缺少相关的技术标准和政策规范，国内民用液氢技术存在大片空白。

五年来，在众多国内企业的努力下，国内民用液氢在制、储、运、加、用等领域突破了“卡脖子”关键技术，从无到有，一步步不断壮大，并逐渐构建起一整套民用液氢产业链体系。当前国内民用液氢核心装备正在向从“1到N”的商用征途迈进。

国内自主核心技术填补多项空白

液氢作为一种高效的储氢方式，具有具有规模经济、高效可控、不易污染、品质稳定等特点。然而长时间以来，由于我国氢液化发展较晚，工程实例较少，主要应用于航天军事领域，关键技术装备处于“卡脖子”状态。在2020年以前，民用液氢市场更是一片空白。

近年来，随着国家加速推进氢能战略，以及全国各地陆续公布氢能规划，液氢凭借大规模远距离运输的成本优势，迎来了良好的发展势头，国内众多企业积极发展自主技术，在液氢的制、储、运、加、用领域取得明显的突破。

在液氢制取方面，由于多年以来，大型氢液化核心设备受到国外相关贸易政策管制，限制设备出口并禁止技术交流，导致我国在大型氢液化冷箱、高速低温透平膨胀机等关键设备及技术发展滞后。近年来，在中国航天科技集团六院101所、中广核集团、中科富海、国富氢能等企业的大力攻克下，大型液氢制取设备正逐步实现成套装备国产化。

2019—2022年，具有我国自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系统相继问世。2019年年底，中科富海1.5TPD(吨/天)氢液化装置完成核心装备加工、制造，集成氢液化冷箱主体；2021年9月，航天六院101所2.3TPD氢液化系统顺利产出液氢；2022年4月7日，巩义市成功引入中广核集团年产18套氦循环氢液化设备1TPD、5TPD液氢机项目。

从技术来看，5TPD是道坎。这意味着生产出的液氢将具备大规模商业化价值。2023年以来，基于液氢预冷的氢液化装置取得突破，也使得氢液化装置的产量大幅提升。今年3月，中科富海5TPD氢液化器大型卧式冷箱产品成功下线。4月，国富氢能10TPD氢液化工厂核心设备成功下线，将被应用到齐鲁氢能一体化及储氢装备制造项目中。目前国富氢能正快步向30TPD氢液化装置进军，预计今年年底将推出相应产品。

在液氢储运方面，很长一段时间里，国内市场上对液氢储运装置的需求较少，国内鲜有企业在该领域布局。随着液氢产业的发展，国富氢能、中集安瑞科等企业取得了显著成绩。

国富氢能目前已拥有针对液氢工厂和液氢加氢站的推出了相应的液氢容器系列产品。其中用于齐鲁氢能（山东）氢能一体化项目中的液氢储存容器，已于去年3月开始建造。该液氢储存容器设计尺寸为200m?以上，储氢量超过14吨；在液氢移动运输方面，国富推出了多式联运的ISO液氢罐式集装箱，已完成建造并通过了低温性能试验，液氢的静态蒸发率不超过每天0.7%，可以确保15天以上的储存和不排放维持时间。

中集安瑞科在液氢容器制造行业也具有很强的实力。今年3月，中集安瑞科旗下中集圣达因中集圣达因正式开工建造国内首台民用液氢罐车；6月，中集安瑞科首台40英尺液氢罐箱成功下线。

特别值得一提的是，太钢成功开发出液氢容器专用不锈钢系列（板、管、型）材料，产品化学成分、超低温性能（-269℃）等指标完全满足液氢环境的苛刻要求，填补了国内民用液氢压力容器用不锈钢的空白，为国内液氢储存容器开发解除后顾之忧。

在液氢加氢领域，国家能源集团低碳院和航天科技集团六院等单位已开发出了液氢末端气化加注技术，可将液氢转换为超纯氢气应用在燃料电池汽车上。

2022年5月，国家能源集团低碳院开发出的全球首个基于潜浸式高压液氢泵的液氢加注技术，在美国进行了加氢商业示范，性能达到世界领先水平；今年3月，航天科技集团六院101所承担的“液态储氢加氢示范系统及其关键设备研制”课题通过了航天科技集团验收。该系统解决了液氢在加氢站内运用的工艺实现和运行策略问题。

在液氢的应用领域，国内车载液氢储氢系统还处在研发试验阶段。福田汽车推出的49T欧曼智蓝氢燃料电池液氢重卡，搭载了航天集团六院101所研发的储氢系统，可储氢80kg，续航突破了1000km；长城汽车研发的新长征1号液氢重卡，搭载了未势能源的“木星”车载液氢储氢系统，单瓶储氢质量高达80kg以上，续航里程也超1000km。

此外，国富氢能推出了1000L和1200L的液氢车载供氢系统解决方案，分别可储氢59.5kg和71.4kg；奥扬科技独立研发出的500L液氢智能供氢系统，可储氢量达31.5kg。

5年来，在众多企业的参与布局下，我国民用液氢的产业链各环节的核心装备都已经实现了零的突破，液氢也开启了商用尝试，“从0到1”这道关卡已经初步打通。

国富氢能研究院院长王朝告诉高工氢电，液氢过去长期以来在国内发展得比较缓慢，究其原因主要是液氢此前缺乏应用场景，缺乏民用的需求，国内涉足液氢领域的企业也不多。如今在“双碳”政策的大背景下，氢能行业亟需找到一条安全、经济的氢储运路线，液氢因其自身优势十分适合氢气的中长距离运输。同时经过多年研发探索，整个产业链上企业积累的技术已逐渐走向成熟，在市场和技术的共同推动下，使我国民用液氢产业发展正走上快车道。

国产液氢装备要向节能降耗发展

一位业内人士表示，在过去的5年里，液氢装备国产化的确取得了重大突破，现在摆在企业面前的难题是如何让国产化设备取得市场信任，让行业真正接受液氢储运路线的可行性。这里面既有技术上需要突破的难点，也受上游氢源、电价带来的制约。

在液氢制取方面，虽然我国很多企业的设备采用了目前国际主流的液氢预冷的制氢方式，但设备的产量依旧偏小。目前国外运行成熟的液氢工厂普遍应用的是30TPD氢液化装置。而且，国内氢液化装置在设备降低能耗、运行稳定性、技术成熟度等方面还有较大的提升空间。

在液氢储运方面，液氢贮箱作为一种低温液体贮箱，容器必须要求绝热，以减少漏热导致的蒸发损失。对于液氢贮箱来说，使用率最高的是真空多层绝热。国外性能优异的液氢贮箱的日蒸发率约为0.5%，而国内目前液氢贮箱的日蒸发率约0.9%，企业需提升工艺技术降低损耗。

在液氢应用方面，由于目前国际上液氢直接应用在车辆上的技术均不够成熟，这需要更多企业参与进来，共同开发车载液氢系统，提升燃料电池车辆的续航里程和稳定性，助力燃料电池汽车的快速推广应用。

在未来两三年内，随着可再生能源发电成本的降低,电解水制氢具备了经济性之后,将会给液氢产业带来更大的发展机会。可再生能源发电项目便宜的电价和地价，可弥补液氢制取成本高的缺点，实现新能源的优势互补、良性发展。国内液氢装备企业应趁此时机，加大研发力度，加速相关设备、零部件的国产化、优质化进程，为即将到来的市场爆发做足准备。