如果说氢能产业在2019年的时候，还只是萌芽阶段，时至今日，整个行业的发展已经进入到爆发前期。

有业内专家预测：到2025年，在全球范围内将建设2800座氢燃料的补给站，到2030年，至少提供1千万辆到1500万辆燃料电池，以及50万辆的燃料电池重卡的电池卡车行驶所需要的氢气。

到2050年，氢能产业将创造3000万个就业岗位，减少60亿吨二氧化碳排放，创造2.5万亿美元产值，在全球能源中所占比重有望达到18%。

氢能产业仿佛一头“巨兽”正在破壳而出。作为一个有着超长产业链的行业，似乎游龙一般，每一寸关节都显得比较重要，但对于整个行业来说，最为重要的关键环节究竟是什么？

1、储运是氢能发展的“命门”

良好的氢能运输与氢能网络建设是氢能产业发展的必要条件。随着氢能产业的兴起，未来“氢能社会”必然要实现制氢、储氢、运氢、加氢和用氢每一个环节相互循环与快速匹配才能使其顺利发展壮大。

从氢能的上中下游各个环节的发展情况看，制氢、加氢、用氢其实都是比较容易实现规模化发展的。整个氢能产业的短板在于氢能储运。

氢能储运就像是人体内的血管一样，把氢气供应给用氢端的各个地区，一旦这关键的通道没有建成或者无法匹配氢能上下游的供需需求，整个行业的发展就会像人体组织“缺血”一样“坏死”。

氢气的特性偏偏导致其在储运方面面临重重难题。一方面，氢的质量能量密度高，大约是汽油的3倍；但体积能量却非常低，常温常压下比汽油低4个数量级。

另一方面，氢还具有易燃易爆特点，爆炸极限浓度为4.0%-75.6%（体积浓度），在高压下容易使金属材料发生氢脆反应。这些物理特性使得氢的运输和储存十分棘手。

国内产氢地和用氢地的错配催生了氢储运广阔的市场前景。

目前，储运成本是用氢成本高的主因，经济性成为氢储运技术最受关注的因素。

随着氢能对各产业的渗透，国内氢能从汽车、船舶、挖机用等大型应用向各类中小型应用延伸，产业对氢储运技术的关注也从单一的经济性向更多维度变化，氢能储运体系也呈现出“气态到多相态”的多样化趋势，液氢、固态储氢、有机液态储氢等各类储氢技术受到了重视。

2、气态、液态、固态谁才是最佳方式

对于氢气的储运，主要有气态、液态和固态三种方式。

最为常用的氢气储运技术是高压气态储氢，储运工作压力一般达到120-150atm，甚至高达200 atm。

高压气态储氢的优点是应用比较灵活、充放速度快，且在常温下就可以操作。

这种方式的主要缺点是需要配备高强度耐压容器，并且需压缩才可储存，但压缩过程中必然要消耗大量能源。此外，耐压容器在存储氢气时易被腐蚀，存在泄漏和爆炸等风险；

不仅如此，高压储氢对于氢气传输距离远近也比较敏感，长距离储运会导致成本激增。

储运现在高压气芯在150公里之内有它一定的优势，如果超出150公里，运输成本在氢气的总成本里面比例会越来越大。

低温液态储氢最大优势是质量储氢密度相对较高，按照目前的设备水平低温液氢储运中密度能可以超过5wt%。王海介绍说，液氢运输正好在这里可以10倍有效于压缩气的运输。

尽管如此，液态氢气容易蒸发损失，并且储运过程中需要配套低温设备，需要极好的绝热装置来隔热造成成本非常高。另外液氢在大型储罐中储存时容易出现热分层，可能发生液氢爆沸，使储罐破裂。

另外一种储氢方式可以成为“固态储氢”。在一定温度和压力条件下，利用金属捕捉氢原子，生成稳定的金属氢化物。之后，通过加热的方式激发金属氢化物，使金属氢化物能够分解，从而使氢气从中释放出来。

储氢合金的优点相对于上述气态和液态储氢有较大的体积储存密度优势，其体积储氢密度最高可达到50kg/m3。而且固态金属储氢的安全性比上述两种方法好，即使遇剧烈撞击也不会发生爆炸。

但其缺陷主要是在于储氢合金自重过大，使其储氢质量密度均在10%以下。由于需要额外配套催化加氢脱氢设备，无论使用在氢能汽车或工业运输上都会额外增加成本支出，并且储氢合金经过多次冲放后，性质并不稳定，容易粉化，这种方式的材料使用寿命并不理想。

另外，管道掺氢也是氢气储运的一个方式，但这种方式一个最大的问题就是算不过来账。

因为每标方氢气的价格远比天然气的价格高，但是热值只有天然气的1/3，如果天然气管道掺氢，在终端提供同一热值，氢气的价格应该是天然气价格1/3。目前天然气门站价格约为1.8元每立方米，按照1/3价格计算，氢气的价格就应该是0.6元每立方米，但这个价格甚至低于制氢的成本。

目前固态储氢集中在储能领域，固态储氢有着更更广阔的发展方向。

高安全性让固态储氢在普通消费领域更有优势。固态储氢的安全性不仅体现在相对较低的压力上。一方面，氢气在低温条件下在储氢材料表面分解为氢原子，合金材料性能稳定，不会燃烧爆炸；另一方面，固态储氢设备在释放氢气时是一个吸热过程，即使发生了泄露，也会由于吸热结冰，从而中止氢气泄露。这对于自行车等与普通消费者直接接触的一般性消费场景十分重要。

高安全性让储氢设备进入室内成为可能。“目前的储氢设备，比如高压气瓶，是不能够进入室内的，必须将气瓶放在室外，然后通过汇流排等管道设施送进来，这额外增加了成本。如果用固态储氢，因为它不会爆 炸，那么储氢设备就能够进到室内来。”武汉某资深燃料电池企业负责人说道：“所以固态储氢的发展方向不仅仅是储能。”

小结

近年来，世界各国在固态储氢应用和新型储氢材料的研发上取得了诸多进展，成熟的储氢材料已在热电联供、储能、车载燃料电池氢源系统等多个领域得到应用。

综上所述，我国氢能产业在储运环节已经涌现了多种技术路线，不同的技术路线正在适应着不同的应用领域，但如果从规模化利用氢能的角度出发，大规模、远距离储运氢气的模式更利于行业的高速发展，固态储氢也好，管道输氢也罢，随着我们对于不同材料的探索和技术的进步，相信氢气储运环节不再是整个产业发展的短板。

氢能的大规模应用要求提升储运技术的经济性，而氢能应用场景的多元化则要求储运技术的多元化。

随着氢能应用在规模和场景上的快速扩张，固态储氢技术有望凭借其高密度、高安全性的特点，在市场上占据一席之地。这需要企业不断对固态储氢技术在吸放氢温度、吸放氢速度、吸放氢循环等方面进行优化提升，更需要企业积极探索、挖掘固态储氢的优势应用场景。

文章来源： 氢云链，氢能汇