近年来，氢能产业快速发展。然而，氢储运作为氢能源产业链中最关键的环节，却如“阿喀琉斯之踵”一般，制约着我国氢能源产业向规模化迈进的步伐。
储氢技术目前急待解决的关键问题是提高储氢密度、储氢安全性和降低储氢成本。液氢密度为70.78kg/m³，是标准情况下氢气密度的850倍左右，储运安全方便、运输成本更低，被认为是实现氢气大规模储存和运输的有效途径。但目前由于氢液化过程耗能巨大、且液氢储存对容器绝热性能要求极高，导致其经济性较差，行业发展缓慢。
低温液态储氢有哪些优势，目前在该领域我国发展到何种程度，液氢的民用化进程如何？
低温液态储氢的发展路径
低温液态储氢是一种深冷氢气存储技术。氢气经过压缩后，深冷到约-253°C以下，使之变为液氢，然后存储到特制的绝热真空容器中。该方式具有能量密度大、体积密度大、加注时间短等优点，是连接液氢工厂和液氢用户的纽带,直接影响氢源的地域配置优化。
低温液态储氢可实现液氢的大规模储存、运输。氢液化之后体积储运效力是目前高压储氢效力的8倍左右。以液氢槽罐车为例，其容量大约为65m³，每次可净运输约4000kg氢气，储重比(储氢量与储氢系统质量之比）一般可超过10%，远超目前实际有效氢气运输量仅为300多公斤的20MPa商用氢气运输车。
同时，可使氢气的运输距离在目前高压储氢运送200公里左右的基础上，扩展到700-800公里的运输范围。
低温液态储氢技术关键在于低温材料、低温绝热技术以及液氢储罐。由于液氢也存在沸点低、潜热低、易蒸发等特点，因此液氢的存储需使用具有良好绝热材料性能的液氢储罐。液氢储罐有多种类型，根据其使用形式可分为固定式和移动式两种。
固定式液氢储罐通常采用球形储罐和圆柱形储罐，一般用于大容积的液氢存储。移动式液氢储罐由于移动式运输工具的尺寸限制，车用移动式液氢储罐多采用卧式圆柱形结构，船用液氢罐多采用球罐或集装箱结构，且具有一定抗冲击强度，以满足运输过程中的速度要求。
液氢在储运过程中部分液氢会不可避免的出现汽化蒸发，导致其蒸发有多种影响因素，包括氢的正-仲转化、漏热、热分层、晃动以及闪蒸等。液氢储罐的绝热效果直接影响液氢在储运过程的损耗率。宏观上，低温绝热技术可以分为被动绝热和主动绝热两大类，两者区别在于外界有无主动提供冷量输入。
主动绝热技术由于结构复杂、能耗大以及成本高等因素限制,虽绝热效果更好,但应用场景相对有限。目前,被动绝热技术已广泛运用于各种低温设备中，主要包括堆积绝热、高真空绝热、真空粉末绝热和真空多层绝热等。
目前，德国林德集团、美国Gardner Cryogenics 公司、美国Chart公司、日本川崎重工业株式会社和俄罗斯深冷机械公司Cryogenmesh等企业代表了低温液态储氢产业前沿。在过去很长一段时间里，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。
随着国内氢能产业的发展，中集安瑞科旗下中集圣达因、国富氢能、中科富海、航天六院101所、蜀道装备、厚普股份和致远新能等公司开始涉足液氢储罐研发生产。
中集安瑞科在液氢容器制造行业具有很强的实力。典型应用案例是海南文昌卫星发射基地的300m³高真空多层缠绕绝热液氢储罐，占地面积小、安装方便、结构紧凑、运行平稳、操作简单、绝热性能优异。今年3月，中集安瑞科旗下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。
国富氢能目前已针对液氢工厂和液氢加氢站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。
低温液态储氢的“破局点”还未显现
尽管低温液态储氢在国内航天工程中已成熟使用，民用领域还处在起步阶段。我国当前液氢产能较低，氢液化产业规模较小，下游市场需求也不够旺盛，多种因素的叠加造成了低温液态储氢商业化进程缓慢。
中集氢能研究院院长李怀恩表示，目前国内液氢主要用在航天军工，特别是火箭发射场景下。国内液氢的产能非常低，装置产能不到8吨左右。虽然国内众多企业正在进行液氢装备技术研发和工艺开发，但这个开发周期较长，还未形成大规模的低温液态储氢需求。
而且从液氢成本角度来看，制备1kg液氢需要耗费12~17kW h的电量，为了长时间保持低温状态，低温液态储氢需使用具有良好绝热性能的液氢储罐、严格的绝热方案与冷却设备，再加上对液氢加氢站设备和维护要求较高，造成当前液氢市场价格远高于普通氢气，仅有一些对氢气价格不敏感的场景会对液氢有需求，这个小众市场尚不足以推动整个液氢产业链的快速发展。
一位业内人士表示，在航天工业发展的推动下，我国在低温液态储氢领域的制造技术取得了一定的成绩，成功地研制出各类大、中、小型液氢贮罐，并在大量工业实践的基础上，出台了《GB/T40060-2021液氢贮存和运输技术要求》、《GB/T40061-2021液氢生产系统技术规范》等相关的液氢行业标准，已经完全具备了生产液氢贮罐的生产能力。对比国外技术，我国现有生产技术完全可以保证液氢的蒸发率，但贮罐重量过重。在今后的研究中应进一步提高绝热效果，改进绝热层制作工艺，采用新材料、复合材料制造贮罐，将贮罐的体积和重量大大减少。
目前由于国内缺少先进的大规模氢液化工厂，气氢运输在总成本上尚占据优势。相信随着氢能应用终端规模的扩大，氢能需求增长，低温液态储氢将是未来的发展的重要方向，配合大规模风电、水电、光电电解水制氢储运，低温液态储氢有着巨大市场潜力。
