3．2 中游儲(chǔ)運(yùn)

在氫能制取、氫能儲(chǔ)運(yùn)、氫能應(yīng)用三大環(huán)節(jié)中，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)是高效利用氫能的關(guān)鍵，是影響氫能向大規(guī)模方向發(fā)展的重要因素。

這是由氫氣特殊的物理、化學(xué)性能所決定的，一方面，氫氣是世界上密度最小的氣體，體積能量密度較低，擴(kuò)散系數(shù)較大；另一方面，氫氣非�；顫姡�燃點(diǎn)較低，爆炸極限寬，對(duì)儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的安全性也有極高的要求。

從終端氫氣價(jià)格組成來(lái)看，氫氣儲(chǔ)運(yùn)成本占總成本的30％左右，經(jīng)濟(jì)、高效、安全的儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)已成為當(dāng)前制約氫能規(guī)模應(yīng)用的主要瓶頸之一。

儲(chǔ)氫技術(shù)主要包括物理＆化學(xué)兩大類(lèi)，根據(jù)存儲(chǔ)狀態(tài)可細(xì)分為高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫（物理吸附和化學(xué)氫化物）和有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫，其中高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)成熟度高、成本較低，是現(xiàn)階段我國(guó)主要的儲(chǔ)氫方式。

高壓氣氫是我國(guó)氫氣目前主要的運(yùn)輸途徑，這種方式靈活性高但載氫量小，適用于短距離＆小體量輸氫；液氫槽車(chē)運(yùn)輸效率高，約為氣氫拖車(chē)運(yùn)量的10倍，適合遠(yuǎn)距離＆大批量運(yùn)輸，但氫氣液化功耗與運(yùn)輸損耗較大，而且液化關(guān)鍵設(shè)備高度依賴進(jìn)口，成本較高。

長(zhǎng)期來(lái)看，管道運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離、低成本運(yùn)輸?shù)闹匾�方式，但由于常�?guī)管道存在“氫脆”反應(yīng)，需對(duì)管道材料進(jìn)行特殊處理，導(dǎo)致輸氫管道造價(jià)成本高，是主要制約因素。天然氣管網(wǎng)混氫運(yùn)輸為當(dāng)下研究熱點(diǎn)，但仍停留在試驗(yàn)階段，氣體分離等技術(shù)難題有待攻克。

基于高壓氣氫這種儲(chǔ)氫方式，通過(guò)高壓儲(chǔ)氣瓶來(lái)實(shí)現(xiàn)氫氣的儲(chǔ)存和釋放成為中游儲(chǔ)氫產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)。

根據(jù)材質(zhì)和工藝的不同，商用高壓儲(chǔ)氫瓶分為四大類(lèi)型。其中I型瓶為全鋼瓶，重量大，僅適用于加氫站固定式儲(chǔ)氫；II型瓶采用鋼質(zhì)內(nèi)膽碳纖維環(huán)繞，相較I型重量有所下降，但儲(chǔ)氫密度依舊較低，難以滿足車(chē)載儲(chǔ)氫要求；III型瓶和IV型瓶適用于車(chē)載儲(chǔ)氫，其中IV 型瓶的塑料內(nèi)膽顛覆原有氣瓶技術(shù)，具備優(yōu)異的抗氫脆腐蝕、高儲(chǔ)氫密度、質(zhì)量輕等優(yōu)勢(shì)。

受益氫燃料汽車(chē)滲透率不斷提升，車(chē)載儲(chǔ)氫罐市場(chǎng)將快速打開(kāi)，短期來(lái)看，政策驅(qū)動(dòng)下氫燃料汽車(chē)進(jìn)入導(dǎo)入期，我國(guó)車(chē)載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)有望實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)，2020年我國(guó)車(chē)載儲(chǔ)氫瓶市場(chǎng)規(guī)模僅為2．1億元，2025年將達(dá)到32億元，期間CAGR高達(dá)72％。

從車(chē)載儲(chǔ)氫瓶材料成本來(lái)看，儲(chǔ)氫瓶的成本主要集中在外部纏繞用的碳纖維復(fù)合材料，對(duì)于儲(chǔ)氫質(zhì)量均為 5．6kg的 的 35MPa 、70MPa 高壓儲(chǔ)氫IV 型瓶成本構(gòu)成來(lái)看，碳纖維復(fù)合材料成本分別占系統(tǒng)總成本的 75％和 和 78％ 。

目前，高壓儲(chǔ)氫瓶用碳纖維主要采用 T700級(jí)及以上規(guī)格，在這一等級(jí)的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中，日本和美國(guó)占據(jù)主導(dǎo)地位，我國(guó)碳纖維纏繞設(shè)備與高壓罐體加工設(shè)備也仍高度依賴于進(jìn)口。

連接儲(chǔ)運(yùn)和下游應(yīng)用的是加氫站環(huán)節(jié)，加氫站的主要技術(shù)路線有站內(nèi)制氫技術(shù)和外供氫技術(shù)。歐美采用站內(nèi)制氫的比例較國(guó)內(nèi)多，站內(nèi)加氫技術(shù)是用天然氣或其他原料在加氫站內(nèi)自己制氫然后加注至燃料電池汽車(chē)中，或者通過(guò)電解水制氫然后壓縮，再加注到氫能源燃料電池汽車(chē)中。

目前我國(guó)的加氫站基本都是高壓氣氫站，液氫儲(chǔ)運(yùn)加氫站主要分布在美國(guó)和日本，在國(guó)內(nèi)，中科富海和美國(guó)空氣產(chǎn)品公司合作的首座加氫站正在建設(shè)中，尚處于探索階段。

壓縮機(jī)是加氫站的主要成本，占比約為30％。

氫氣壓縮機(jī)分為機(jī)械式和非機(jī)械式兩大類(lèi)，應(yīng)用于加氫站的仍以機(jī)械式為主。國(guó)內(nèi)加氫站較多采用液驅(qū)式和隔膜式壓縮機(jī)，壓力不超過(guò)45Mpa，其中隔膜式在活塞和氣體間加入液油和隔膜，密封性及純凈度優(yōu)于液驅(qū)式，但二者都僅適用于中小排量；離子液壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，主要應(yīng)用于國(guó)外較高儲(chǔ)氫壓力（一般約90Mpa）的加氫站中。

目前國(guó)內(nèi)所使用的氫氣壓縮機(jī)仍被海外高度壟斷，2018 年后我國(guó)加氫站的液驅(qū)式壓縮機(jī)幾乎全部采用進(jìn)口產(chǎn)品，其中 MAXIMATOR在我國(guó)年出貨量超過(guò) 20套。美國(guó)PDC 占據(jù)我國(guó)隔膜式壓縮機(jī)主要市場(chǎng)份額。

2020年全球共有553座加氫站投入運(yùn)營(yíng)，2014－2020年全球投入運(yùn)營(yíng)加氫站數(shù)量CAGR達(dá)到20．46％，保持快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

不過(guò)由于氫氣在我國(guó)屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，加氫站仍存在審批程序繁瑣和不規(guī)范、行政許可要求不統(tǒng)一、主管部門(mén)不清晰等問(wèn)題，加之目前加氫站建設(shè)＆運(yùn)營(yíng)成本高昂，上下游體系不健全，所以普遍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)盈利，也暫未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)。