不過，長時間來，液氫儲運的關(guān)鍵技術(shù)主要掌握在全球少數(shù)公司手上，氫液化工藝中涉及的核心設(shè)備——透平膨脹機，也只有少數(shù)公司可以制造。北京中科富海低溫科技有限公司（下稱“中科富海”）畢六十年低溫工程技術(shù)于一役，掌握了液氫制取、儲運與加注等方面核心工藝與技術(shù)，屬于上述“少數(shù)公司”中的一員，扛起了液氫制儲加核心裝備國產(chǎn)化的大旗。

 

 

中科富海裝備制造基地-超低溫科技園

 

60年大型低溫工程技術(shù)積累，成就液氫裝備先鋒

 

中科富海成立于2016年，是以中科院理化所兩代院士、四代人歷經(jīng)六十年形成的大型低溫工程技術(shù)成果為核心而成立的高技術(shù)公司，致力于開發(fā)20K-2K溫區(qū)大型低溫制冷裝備與氣體工程，首次在國內(nèi)成功開發(fā)40L/h70L/h/400W/500W/850W/1kW/2kW/4kW等系列化成套低溫裝備，其透平效率≥70%，技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平，為中國低溫產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

 

基于其在低溫領(lǐng)域的核心技術(shù)優(yōu)勢，同時為打破國外壟斷、提高我國液氫生產(chǎn)能力，中科富海聯(lián)合中科院理化所自2019年至今先后投入300kg/D、1.5T/D、5 T/D、10 T/D成套氫氣液化裝置的開發(fā)，在國家科技重大研究計劃等支持下，致力突破高速氫透平膨脹機、正仲氫轉(zhuǎn)化技術(shù)、超低漏率板翅式換熱器、系統(tǒng)集成智能調(diào)控等自主知識產(chǎn)權(quán)核心關(guān)鍵技術(shù)，逐步實現(xiàn)成套裝備國產(chǎn)化。

 

目前，中科富海在安徽、重慶、廣東等多地規(guī)劃大型液氫工廠落地項目，總投資額超過10億元。以下是公司1.5-30T/D液氫示范項目建設(shè)進展：

 

1.5TPD：中科富海首套1.5噸/天液氫工廠即將于2021年底在安徽調(diào)試運行，預(yù)計年產(chǎn)液氫500噸。其已與加拿大簽訂具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5噸/天氫液化設(shè)備銷售合同，這是我國大型氫液化設(shè)備首次出口海外市場，具體將于2022年初發(fā)貨。

 

5TPD：2020年中科富海作為牽頭單位聯(lián)合9家國內(nèi)優(yōu)勢單位，承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)重點專項”——液氫制取、儲運與加注關(guān)鍵裝備及安全性研究項目，旨在構(gòu)建5噸/天全國產(chǎn)化液氫制取、儲運、加氫安全性關(guān)鍵技術(shù)與裝備創(chuàng)新鏈，目前已完成液氫工廠設(shè)計進入攻關(guān)階段，預(yù)期2023年實現(xiàn)國產(chǎn)首臺套液氫工廠與液氫加氫站示范運行。

 

10-30TPD：此類大型氫液化項目中科富海也正在進一步規(guī)劃實施當(dāng)中。

 

擁有液氫關(guān)鍵技術(shù)與裝置的基礎(chǔ)上，中科富海去年年底還牽手美錦能源，在山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)晉中開發(fā)區(qū)開展氫液化、液氫儲運、加注、應(yīng)用等全產(chǎn)業(yè)鏈示范項目。同時公司還可以提供液氫儲運關(guān)鍵設(shè)備，包括液氫移動儲罐、液氫固定儲罐、液氫杜瓦等。

 

在中國爭取2060年前實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)號召，以及液氫重要性日漸凸顯的背景下，中科富海通過積極布局氫能產(chǎn)業(yè)，并快速取得一系列成果，奠定了自身在液氫制取、儲運與加注等液氫應(yīng)用核心領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先地位。

 

2018年中科富海作為第二獲獎單位榮獲北京市科學(xué)技術(shù)二等獎；2020年中科富海成功入選工信部工業(yè)企業(yè)知識產(chǎn)權(quán)運用試點企業(yè)；2021年中科富海成功入選北京市2021年度第一批專精特新“小巨人”企業(yè)、國家第三批專精特新“小巨人”企業(yè)等。這都是行業(yè)內(nèi)外對中科富海帶動國內(nèi)液氫產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展的認可，也是其實力的有效證明。

 

液氫經(jīng)濟性顯著，為相關(guān)裝備國產(chǎn)化扛旗

 

液氫優(yōu)勢明顯，相對其它運輸方式，具有高儲運密度、高運輸效率和適合長距離運輸?shù)忍攸c。不過，氫氣液化成本、儲運成本會相對偏高。中科富海在整個過程中是如何進行成本管控？

 

中科富海表示，氫能的規(guī)模化應(yīng)用主要是要解決經(jīng)濟性問題，氫能的經(jīng)濟性重點在解決氫能的大規(guī)模儲運問題。而液氫儲運可有效降低氫能“制-儲-運-用”產(chǎn)業(yè)鏈綜合用氫成本。液氫密度約為氣態(tài)氫800倍，質(zhì)量儲氫密度大于10%，液化氫氣純度等級在6N以上，因此液氫具備很好的經(jīng)濟性、高效性與安全性。

 

綜合比較，雖然液氫在液化過程中會增加10-15kW.h/kg的能耗和一定的固定投資，但由于液氫在儲存和運輸方面具有顯著經(jīng)濟優(yōu)勢，運費是高壓氣態(tài)運輸成本的十分之一左右；大規(guī)模應(yīng)用端液氫的固定投資和運營成本也遠小于高壓氫。因此，液氫整體成本遠低于高壓氣氫，并且儲運規(guī)模更大，效率更高。未來，氫能實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，氣氫綜合成本隨用氫規(guī)模線性增加，而液氫儲運成本將有望進一步降低，其經(jīng)濟性優(yōu)勢將更加突顯。

 

“國外歐美日等國家已建立大型液氫工廠，全球液氫總產(chǎn)能在470T/D，其經(jīng)濟性已有驗證。我們致力于自主開發(fā)國產(chǎn)化大型氫液化裝備，力求核心關(guān)鍵部件與整套裝備進一步提高效率，降低能耗。未來，10噸以上的成套設(shè)備能耗將低于8kWh./kg。”中科富海表示。

 

從加氫站角度看，液氫儲運加氫站設(shè)備占地小，布局緊湊，整體占地將比高壓氣態(tài)加氫站小1/3以上，就我國目前加氫站用地成本計算將節(jié)省大量投資。

 

以國外經(jīng)驗為例，加氫能力400kg/D以上的同等規(guī)模加氫站，液氫加氫站的設(shè)備投資比高壓氣態(tài)加氫站低17%-20%左右。運行成本方面，因為液氫由液氫增壓泵增壓且無需額外加注預(yù)冷裝置，其運行能耗是高壓氣態(tài)加氫站的1/4左右；運營頻次是高壓氣氫的1/10；而且液氫加氫站設(shè)備維護簡單，人員要求不高，相比高壓氣態(tài)加氫站可減少一半運營人員，綜合運營成本可大大降低。

 

中科富海認為，液氫儲運型加氫站是氫能在交通領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的重要載體。目前氣氫加氫站供氫能力400-500kg/D，隨著用氫規(guī)模增大，未來加氫站需求大于2噸/天，液氫儲運型加氫站將成為發(fā)展的主流，且將具備氣態(tài)和液態(tài)兩種加注方式，以滿足液氫重卡方面的加注需求。

 

液氫將在未來3-5年迎來快速發(fā)展

 

液氫是未來氫能源大規(guī)模應(yīng)用的重要解決方案，不過目前液氫的應(yīng)用還存在一定的限制因素。

 

“液氫技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用在國內(nèi)還剛剛起步，由于低溫技術(shù)門檻較高，國內(nèi)液氫核心關(guān)鍵技術(shù)、成套裝備、加氫站核心設(shè)備產(chǎn)品尚不成熟，大多依賴進口，嚴重制約著我國液氫的發(fā)展與應(yīng)用。”中科富海表示，同時液氫相關(guān)的標(biāo)準、法規(guī)政策與應(yīng)用經(jīng)驗比較缺乏，尚需各部門共同努力建立相關(guān)標(biāo)準和法規(guī)，以及推廣液氫在能源、化工、冶金等領(lǐng)域的示范應(yīng)用。

 

可喜的是，國家科技部已經(jīng)連續(xù)三年發(fā)布液氫相關(guān)的重點研發(fā)計劃項目，各地政府和企業(yè)也在積極結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源推進液氫項目產(chǎn)業(yè)落地。今年5月，市場監(jiān)管總局（國家標(biāo)準委）發(fā)布三項液氫國家標(biāo)準：GB/T40045-2021《氫能汽車用燃料液氫》、GB/T40060-2021《液氫貯存和運輸技術(shù)要求》、GB/T40061-2021《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，并在11月1日正式實施，使液氫民用有標(biāo)可依。

 

這一系列措施說明，國家、地方和企業(yè)已經(jīng)充分認識到液氫在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要地位并在加快實施推進。

 

“隨著越來越多的液氫示范項目落地，以及相關(guān)標(biāo)準和政策法規(guī)的陸續(xù)出臺與不斷完善，液氫產(chǎn)業(yè)將在未來3-5年內(nèi)迎來快速發(fā)展時期。我們中科富海致力成為中國首家具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型低溫裝備、綜合解決方案供應(yīng)商，為中國液氫應(yīng)用的發(fā)展從技術(shù)與裝備角度打好‘攻堅戰(zhàn)’。”中科富海表示。

 

中科富海在2020年底成功完成A輪融資，目前正在進行B輪融資，總?cè)谫Y額數(shù)億元。中科富海表示，未來將致力推動我國深低溫制冷技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，讓國家的戰(zhàn)略資源、工業(yè)氣體、綠色低溫環(huán)境保障自主可控，為保障我國航天航空發(fā)射、實現(xiàn)氫能規(guī)模化應(yīng)用與碳中和目標(biāo)提效降本。

 

隨著B輪融工作啟動，以及在氫液裝備領(lǐng)域的大力投入，中科富海距進一步突破系列卡脖子技術(shù)，成就惠及社會、推動液氫大發(fā)展的中國低溫夢想近了一步。而中國液氫產(chǎn)業(yè)在中科富海這類優(yōu)勢企業(yè)的加持下，有望快速邁入發(fā)展新階段。