证券时报记者 阮润生
长期以(yi)来，中国氢能产业(ye)发展(zhan)面(mian)临着严重的供需(xu)错配(pei)问题，而“衔接”上游制氢与下游用氢的储运环节，成为制约氢能大规模(mo)商业(ye)化应用的突出瓶颈。
日(ri)前证券时报·e公司记者走访氢能代(dai)表企业(ye)发现，随着政(zheng)策(ce)密集(ji)发力和行业(ye)标准逐步完善，氢能储运环节正(zheng)在(zai)迎来系统性变革：储运装备逐步升级，完善氢能管(guan)网布局，积极(ji)探索液态、固态等新型储运形式(shi)。
业(ye)内人士呼吁，希望国家针对氢能储运环节提供专项支持(chi)，尽快完善行业(ye)规范，并推(tui)动碳(tan)氢市场协同发展(zhan)，全方位(wei)减少(shao)氢能的绿色溢价(jia)。
储运容器升级降本
“中国的氢能燃料电池产业(ye)已处在(zai)‘1到10’的过渡阶段，但仍(reng)在(zai)商业(ye)化前期，关键环节的商业(ye)化价(jia)值(zhi)还未体现出来。”作为国产车载储氢瓶厂商代(dai)表，中材科技（苏州）有限公司执行董事张元正(zheng)向证券时报记者表示，氢能产业(ye)发展(zhan)制约因素之一是氢气的储运成本。
作为中集(ji)集(ji)团旗下能化食品业(ye)务平(ping)台，中集(ji)安瑞科是国内氢能全产业(ye)链布局的关键装备制造商和工程服务商。据公司介绍(shao)，氢气在(zai)常温常压下，具有分子式(shi)小、易(yi)散逸(yi)等特性，因此在(zai)制、储、运、加、用的过程中，对技术和设(she)备保(bao)障有很高的要求(qiu)。
与传统能源相比，氢气生产和储运需(xu)要投(tou)入较大的费用来确保(bao)高效和安全，目前阶段整体成本仍(reng)较高。据华安证券预估，仅储运氢环节就(jiu)占氢气总(zong)成本的30%—40%。
目前，国内氢能储运以(yi)成本相对较低的高压气态为主要形式(shi)。而储氢瓶作为重要的储存容器，逐步从I、II、III型向质量密度更高、成本更低的碳(tan)纤维IV型瓶迭代(dai)。
2023年5月23日(ri)，国家标准《车用压缩氢气塑料内胆碳(tan)纤维全缠绕气瓶》正(zheng)式(shi)发布，意味着IV型瓶正(zheng)式(shi)有标可依。
据测算，在(zai)同等35MPa压力等级下，Ⅳ型储氢瓶成本为2865美元，比Ⅲ型储氢瓶反而下降27%，主要原因就(jiu)在(zai)于III型瓶储罐采用大量金属(shu)铝材料，而IV型瓶采用价(jia)格较低的高分子聚合物且用量较少(shao)，一般为塑料内胆。另外，包裹在(zai)内胆外部、增加强度的碳(tan)纤维占据IV型瓶主要成本，目前已经攻(gong)克了国产化难题，配(pei)套产业(ye)链体系已经形成。
“储氢瓶的核心原材料碳(tan)纤维过往主要依赖进口，经过不懈努力，如(ru)今已经实现国产化。”张元正(zheng)向记者表示，中材科技作为国内拥有70MPa IV型储氢瓶生产资质并建成自动化生产线的企业(ye)，目前设(she)计(ji)年产能达3万只，正(zheng)在(zai)联合车企客户做适配(pei)车型的定制化开发。
中集(ji)安瑞科也在(zai)积极(ji)布局Ⅳ型氢能车载瓶，公司与挪威Hexagon Purus合资建设(she)的Ⅳ型储氢瓶生产线已完工，进入生产许可取证和生产样(yang)瓶阶段。据介绍(shao)，合资工厂一期产能为2万只储氢瓶，总(zong)体厂区的规划是10万只，并预留扩产空间。“从2024年6月起，Ⅳ型瓶将可以(yi)在(zai)国内市场开始销售，在(zai)此之前，我们(men)加强氢能Ⅳ型车载瓶在(zai)东南亚等海外市场的营销布局和业(ye)务拓展(zhan)。”中集(ji)安瑞科方面(mian)向记者表示。
据悉，随着更高压力等级的Ⅳ型瓶在(zai)中国市场铺开，配(pei)套设(she)施也随之跟进，当前新建的加氢站将适配(pei)压力等级更高的加氢枪。
产业(ye)链适配(pei)高压储运
由于当前车载储氢瓶成本仍(reng)然偏高，业(ye)内企业(ye)正(zheng)持(chi)续探索储氢瓶生产的创新工艺(yi)，以(yi)提升安全性，降低成本。
未势能源科技有限公司董事长张天羽(yu)向记者介绍(shao)，关于储氢瓶碳(tan)纤维复材层成型工艺(yi)，目前大多数工艺(yi)是碳(tan)纤维在(zai)缠绕工序中通过树脂胶槽进行浸润后(hou)缠绕，将碳(tan)纤维和树脂作为缠绕的两(liang)种独(du)立(li)原材料，行业(ye)通常称为湿法缠绕工艺(yi)。
“未势能源已经在(zai)尝试干法缠绕工艺(yi)，提前将碳(tan)纤维、树脂通过预浸工艺(yi)生产为预浸带，后(hou)将预浸带作为缠绕的原材料进行气瓶缠绕，通过干法缠绕工艺(yi)可实现更高的缠绕效率和更好的产品稳定性。”张天羽(yu)表示，瓶口位(wei)置密封性技术瓶颈较大，尤其是高压气瓶，是安全和氢气泄漏的关键区，怎么实现瓶口阀、气瓶阀座、塑料内胆的安全密封，已经成为储氢瓶极(ji)其关键的技术。
随着压力的升高，储氢密度也逐步提升，运输成本逐步下降。中材科技方面(mian)预计(ji)，后(hou)续70MPa的Ⅳ型瓶将会明显起量。另外，亚普股份也披露，公司已攻(gong)克70MPa IV型储氢瓶技术难点，去(qu)年已经获某(mou)主机(ji)厂批(pi)量订单。
“随着中国标准的完善、压力等级的提升，高压氢气管(guan)束车的经济运输半径也会随之提升。”中集(ji)安瑞科高管(guan)向记者介绍(shao)，去(qu)年公司已经推(tui)出了国内首台高压30MPa管(guan)束车，相较20MPa高压管(guan)束车，经济运输半径翻倍，有效降低运氢成本；52MPa（运氢车）的运输成本将会比20MPa进一步显著下降。
目前，中集(ji)安瑞科生产的加氢站站用储氢瓶组最高压力等级可以(yi)达到103MPa。
储氢瓶存储压力级别的提升对安全性提出更高要求(qiu)。张天羽(yu)向记者表示：“氢燃料电池汽车安全性最核心的部件(jian)就(jiu)是安全瓶（储氢瓶），如(ru)果(guo)公称工作压力70MPa，我们(men)水压爆破测试会做到190MPa以(yi)上，通过观(guan)察(cha)瓶子破裂形态，是撕(si)裂、碎裂还是哪里有泄漏，以(yi)此来改进设(she)计(ji)。”
隆(long)众资讯氢能分析师高琳向记者表示，氢气的储运是高效发展(zhan)氢能的关键环节，目前国内在(zai)保(bao)障其安全性方面(mian)不断出台相关政(zheng)策(ce)，4月30日(ri)，全国道(dao)路运输标准化技术委员(yuan)会在(zai)交通运输部网站发布了《氢气（含(han)液氢）道(dao)路运输技术规范》（计(ji)划号：JT 2023—03）的征求(qiu)意见稿，文件(jian)规定了氢气在(zai)道(dao)路运输、装卸安全、应急处置等各方面(mian)的要求(qiu)。
液态固态储氢蓄(xu)势待发
除了储氢瓶，更大存储容量的储氢罐也在(zai)推(tui)动中。
去(qu)年7月，中集(ji)安瑞科中标了内蒙古华电包头(tou)市达茂旗制氢项目的储氢设(she)施工程、采购、施工（EPC）项目，负责(ze)打造内蒙古首座大型绿氢储存球罐群(qun)，为绿氢一体化综合项目的储氢环节打造应用示范项目。
“华电项目实现当年中标，当年交付。随着今年绿氢项目落地(di)，电解槽需(xu)求(qiu)释放，更大容量的储运需(xu)求(qiu)凸显，预计(ji)今年国内将迎来储氢球罐招(zhao)标高峰。”中集(ji)安瑞科高管(guan)表示。2023年中集(ji)安瑞科的氢能业(ye)务实现收(shou)入7亿元，同比增长近六成，新签订单8.31亿元，同比增长37%。目前中集(ji)安瑞科具备1万立(li)方米中压氢气球罐的建造能力，满足可再生能源制氢项目的大规模(mo)储氢需(xu)求(qiu)。
相比气态存储，液态储氢是通过高压、低温（-253℃）将氢气液化，能储存更高密度、更大容量的氢，也更适合中距离(li)（300公里以(yi)上的城(cheng)际间）低用量运氢。据测算，液氢体积密度为80MPa下高压气态储氢的2倍多，但制冷(leng)耗能大、储存成本过高。目前低温液态储氢主要应用于军事航天等对氢气纯度要求(qiu)较高的领域，并需(xu)要用到大量压缩机(ji)。
随着我国氢气液化技术和产能的不断提升，民用液氢储运也在(zai)逐步落地(di)。
去(qu)年，中集(ji)安瑞科成功(gong)下线了国内首台商用液氢罐车；今年，中集(ji)安瑞科已经开工建造国内首台液氢球罐，牵(qian)头(tou)并参与多项液氢团标和相应罐车行业(ye)技术标准制定。另外，去(qu)年中科富海1.5吨/天的液氢装置成功(gong)出海，国富氢能打造的中国首台套年产10吨级液氢装置落地(di)齐(qi)鲁氢能。
A股上市公司中，杭氧集(ji)团氢能源装备产业(ye)基地(di)项目日(ri)前启动，成为浙江省内第一个(ge)液氢关键装备制造基地(di)，主要生产适用于液氢领域的低温液体泵及(ji)低温阀、氢液化膨胀机(ji)、液氢槽罐车、氢气压缩机(ji)等氢能装备。
此外，富瑞特装披露，公司氢燃料电池车用液氢供气系统产品已完成样(yang)品研发制造工作，力争尽快完成进一步的产品性能检测工作。公司募(mu)投(tou)项目“氢燃料电池车用液氢供气系统及(ji)配(pei)套氢阀研发项目”达到预计(ji)可使用状(zhuang)态日(ri)期，将延迟调整至2024年6月30日(ri)。
“目前国内液氢产业(ye)链进展(zhan)较快，但在(zai)制取、装备等环节尚不成熟，标准法规还有待完善。此外，液态和气态氢气储运拥有各自应用场景(jing)，不存在(zai)取代(dai)关系。”张元正(zheng)向记者表示。
另外，压力较低、体积储氢密度更高的固态储氢领域也获关注。固态储氢是以(yi)物理吸附或化学氢化物储存，目前技术以(yi)镁(mei)基、钒(fan)基、稀土等合金使用为主。2022年3月份发布的《氢能产业(ye)发展(zhan)中长期规划（2021－2035年）》中就(jiu)包括了固态储氢，意味着国家将对固态储氢（包括复合储氢）进行重点研究。
去(qu)年，由上海氢枫能源技术有限公司与上海交通大学氢科学中心合作的吨级镁(mei)基固态储运氢车已经下线。上市公司中，宝武(wu)镁(mei)业(ye)去(qu)年镁(mei)基储氢材料已经试制出产品，经客户试用后(hou)，将逐步形成批(pi)量供应。
据介绍(shao)，钢(gang)厂通过固态储氢可以(yi)极(ji)大提升用氢的安全性，并能实现规模(mo)储存与运输，还能有效利(li)用钢(gang)厂的余热供能，将极(ji)大推(tui)动钢(gang)铁从碳(tan)冶金走向氢冶金发展(zhan)。
输氢管(guan)网商业(ye)化启动
华金证券电力设(she)备与新能源首席分析师张文臣向记者表示，固态储氢是采用了氢原子小可以(yi)渗(shen)透到金属(shu)晶界的特性，该方案是安全的，但成本高，储运氢的数量有限，不太(tai)适合大规模(mo)用氢。液态储氢也需(xu)要高压低温等特殊的环境，成本较高，适合部分特殊的应用场景(jing)。相比而言，管(guan)道(dao)输氢是解决氢长距离(li)运输可行的方案，且已有论证。
对于600公里以(yi)上的固定线路运输，管(guan)道(dao)输氢更为普遍。相比国内，海外氢气管(guan)道(dao)起步较早，铺设(she)里程更长，成本也较低。
据统计(ji)，目前全球氢气输送管(guan)道(dao)总(zong)里程已超(chao)过5000公里，美国输氢管(guan)道(dao)总(zong)里程已超(chao)过2700公里，排名第一，欧洲氢气输送管(guan)道(dao)长度也达到1770公里。而据氢界大数据平(ping)台统计(ji)，截至2023年12月，我国已建成运营氢气管(guan)道(dao)总(zong)长度超(chao)150公里，主要应用于化工园区内输氢。
另外，欧洲陆上管(guan)道(dao)每100公里的氢气运输成本大约0.08至0.16元/公斤，远低于中国，主要是因为欧洲管(guan)道(dao)的运输量大，并且有60%由油气管(guan)网改造而来，降低了建设(she)成本。
旭阳(yang)集(ji)团氢能公司负责(ze)人表示，未来氢气的运输路线分为三种，即短途(tu)小规模(mo)的气态运输，压缩氢气为主；长途(tu)的国际氢交易(yi)，主流(liu)方式(shi)是把氢变成氨；长途(tu)大流(liu)量的输氢，则需(xu)要液氢和管(guan)道(dao)运输。
大型煤(mei)焦化工企业(ye)集(ji)团中国旭阳(yang)集(ji)团在(zai)全方位(wei)布局氢能产业(ye)链，是京津冀最大高纯氢生产商及(ji)供应商。旭阳(yang)集(ji)团在(zai)氢能储运提升方面(mian)，主要布局氢气液化与长距离(li)输氢管(guan)道(dao)建设(she)，致力于形成集(ji)约化、一体化氢能供应管(guan)网。
目前国内以(yi)天然气掺(chan)氢运输与管(guan)材研发为主要攻(gong)克方向，布局企业(ye)主要为国家管(guan)网、石化机(ji)械、渤海装备等国央企油气设(she)备企业(ye)。管(guan)材上市公司东宏股份与浙大氢能研究院及(ji)东海实验室(shi)合作，拓展(zhan)高性能非金属(shu)管(guan)道(dao)在(zai)输氢方面(mian)的应用。此外，煤(mei)炭、天然气企业(ye)也积极(ji)参与布局管(guan)道(dao)输氢。
今年4月，由泰兴新奥燃气有限公司投(tou)资建设(she)的天然气掺(chan)氢站顺利(li)完成调试与试运行工作，成为我国首个(ge)天然气掺(chan)氢项目商业(ye)应用项目。该项目按(an)照天然气体积的10%掺(chan)氢，年度氢消纳量可达1000万立(li)方米，规划最高每年将减少(shao)二氧化碳(tan)排放近5万吨。
泰兴新奥燃气有限公司副总(zong)经理季留根向记者表示，泰兴天然气掺(chan)氢站项目重点围绕掺(chan)氢比例(li)的标准、混合气体对天然气管(guan)道(dao)影响、混合气体安全风险(xian)辨识与管(guan)控等进行了实践推(tui)进，在(zai)环境和能源的双重领域实现了融合与突破，为后(hou)期全国范围内天然气管(guan)道(dao)掺(chan)氢利(li)用奠定坚实的基础，并提供一体化整体解决方案。
政(zheng)策(ce)层面(mian)，根据国家发展(zhan)改革委、国家能源局联合印发的《氢能产业(ye)发展(zhan)中长期规划（2021—2035年）》，到2030年形成较为完备的氢能产业(ye)技术创新体系，规划中提出统筹(chou)推(tui)进氢能基础设(she)施建设(she)稳步构建储运体系，开展(zhan)掺(chan)氢天然气管(guan)道(dao)、纯氢管(guan)道(dao)等试点示范。
由于管(guan)道(dao)输氢具有安全、便(bian)捷、输量大的特点，氢气管(guan)道(dao)将迎来广阔的发展(zhan)前景(jing)，但当前输氢管(guan)道(dao)配(pei)套标准法规还待进一步完善。季留根表示，目前国内对掺(chan)氢后(hou)的混合气体的界定、管(guan)理标准、安全管(guan)控如(ru)何落实，对现有在(zai)役(yi)燃气管(guan)道(dao)及(ji)终(zhong)端用户用气设(she)备的热值(zhi)及(ji)安全影响等都缺乏(fa)依据支撑，建议国家牵(qian)头(tou)相应行业(ye)及(ji)企业(ye)，加快该方面(mian)的政(zheng)策(ce)出台。
上市公司中，东宏股份去(qu)年调整了定增方案，取消了新型柔性管(guan)道(dao)研发（氢能输送）及(ji)产业(ye)化募(mu)投(tou)项目。对于取消募(mu)投(tou)项目原因，公司高管(guan)介绍(shao)，输氢管(guan)道(dao)相关技术还需(xu)要进一步完成技术路线论证，国内非金属(shu)输氢管(guan)道(dao)行业(ye)产品规范、标准的制定整体处于萌芽(ya)阶段。
呼吁加强专项补贴
在(zai)中集(ji)安瑞科负责(ze)人看来，2023年以(yi)来，国家已经着手(shou)系统梳理氢能产业(ye)链各环节的规定和标准，打通储运行业(ye)“堵(du)点”。
以(yi)IV型储氢瓶生产资质审批(pi)为例(li)，张元正(zheng)总(zong)结国家审批(pi)节奏是“优生优育，逐步放开”，但相较燃料电池及(ji)材料部件(jian)等，储氢瓶目前并不在(zai)补贴范围内。另外，当前氢燃料电池产业(ye)执行“以(yi)奖代(dai)补”的政(zheng)策(ce)导向，但政(zheng)策(ce)补贴的支持(chi)力度和范围，以(yi)及(ji)落地(di)的及(ji)时性和有效性需(xu)要进一步提升。
旭阳(yang)集(ji)团氢能公司负责(ze)人向记者表示，建议政(zheng)策(ce)应该针对高压氢气储运、液氢、氢能发电等环节进行专项支持(chi)。目前氢能全产业(ye)链各环节的零(ling)部件(jian)、材料以(yi)及(ji)相关设(she)备等基本可实现国产化，但成本仍(reng)然较高，规模(mo)化亟需(xu)全产业(ye)链的降成本，需(xu)要对行业(ye)重点发展(zhan)瓶颈环节进行专项支持(chi)。另外，建议政(zheng)府维护氢能产业(ye)链各个(ge)环节中企业(ye)的有序竞争，协同碳(tan)关税、碳(tan)交易(yi)、碳(tan)足迹等形式(shi)，为产业(ye)链赋能，加快“双碳(tan)”目标进程。
除了政(zheng)策(ce)支持(chi)，绿色金融也有望帮助(zhu)氢能技术融入市场。中国工程院院士、清华大学碳(tan)中和研究院院长贺(he)克斌在(zai)2024年香港(gang)绿色科技论坛表示，碳(tan)中和的关键核心技术目前还有50%没有开发成熟和商业(ye)化，特别是在(zai)储能、氢能和智能等领域。
在(zai)今年两(liang)会期间，全国人大代(dai)表、亿华通董事长张国强就(jiu)建议通过碳(tan)市场赋能氢能产业(ye)发展(zhan)。目前氢能的应用成本成为限制产业(ye)规模(mo)化应用的关键点，而碳(tan)交易(yi)将助(zhu)力氢能推(tui)广应用，降低绿色溢价(jia)。
张国强表示，应该尽快制定氢能产业(ye)碳(tan)排放行业(ye)基准及(ji)相关方法学开发，将“绿氢”的减排量纳入全国碳(tan)市场中，以(yi)推(tui)动其降本增效，实现可持(chi)续发展(zhan)，同时，可加强国际的碳(tan)排放标准合作，为未来发展(zhan)国际氢气贸易(yi)及(ji)应对碳(tan)边境调节机(ji)制等国外碳(tan)市场政(zheng)策(ce)影响奠定基础。
中集(ji)安瑞科方面(mian)向记者表示，一些国家已经在(zai)探索将氢能纳入碳(tan)市场交易(yi)体系，据悉德国计(ji)划开设(she)全球首个(ge)氢交易(yi)所。中国作为世界上最大的氢气生产国和消费国，若将氢能纳入碳(tan)市场交易(yi)，或将有助(zhu)于推(tui)动氢能产业(ye)降本增效，通过市场机(ji)制激励更多企业(ye)利(li)用氢能源替代(dai)传统能源，促进产业(ye)规模(mo)化发展(zhan)，降低生产成本和能效，一定程度上能够减少(shao)氢能的绿色溢价(jia)。不过，在(zai)实际操作中还需(xu)综合考虑各种因素，比如(ru)价(jia)格波动、交易(yi)机(ji)制、政(zheng)策(ce)措施等因素。
（证券时报记者韩忠楠、曹晨对本文亦有贡献(xian)）