技术装备创新助力氢能产业化之路，直击2023世界氢能技术大会现场

胡静 2023-05-29

氢能产业化之路任重道远，作为一种替代性的能源和材料，经济性一直是氢能产业绕不开的话题，破题的重任仰仗于氢能产业链上各个环节的企业，尤其是在材料、制造等环节需要进一步努力，突破瓶颈。在2023世界氢能技术大会（WHTC2023）氢能技术装备制造论坛上，众多专家多角度、多层次交流探讨，共促产业发展。

氢能储运技术攻关

国机集团合肥通用机械研究院有限公司副总经理徐双庆博士介绍了中国氢能储运装备技术进展。氢储运仍然是制约产业规模化发展的关键因素，目前有高压储氢、液态储氢、固态储氢、生冷高压超临界储氢等多种技术路线，主流技术还是高压储氢。尽管取得了一些进展，但与美国、欧洲、日本等发达国家相比，中国氢能储运技术仍存在不足。大容积储氢压力容器需进一步降低成本，特别是高压大流量氢气压缩机、紧凑型氢气预冷器、高压临氢阀门等零部件。徐双庆介绍，合肥通用院突破阀球阀座密封结构高可靠设计、密封面高性能镀膜加工等关键技术，研发出高压差高频切断球阀(工作压力15.5MPa、启闭压差15MPa、频率10次/小时)，已在超高压氢循环装置运行超2000h; 目前正开发加气站用45MPa/90MPa高压差氢气阀门。

国机集团合肥通用机械研究院有限公司副总经理徐双庆博士

徐双庆介绍，管道输氢是一个经济性相对较好的输氢方案，欧美地区建设的输氢管道较多，总长已经超过了5000公里，我国输氢管道前期主要还是在石化产区，长度一般在42公里以下，近期中石化拟建设400公里西氢东送管道（乌兰察布-燕山石化）。除了金属材料输氢管道外，美国国家实验室对符复合材料氢管道进行了一些相关研究工作，并且列入了规范，目前这部分工作在国内属于起步阶段，但已经有了相关企业正在在跟进。

同时，利用现有的燃气管道进行掺氢输送在国内被认为是一个经济性相对较好，投资较低的方式。目前在荷兰、德国已经建成了近50个示范项目，研究表明掺氢5%-15%对设备风险没有明确影响。国电投2019年完成天然气掺氢示范项目第一阶段工程，国内在建的有张家口天然气管道掺氢、陕煤线干线掺氢、广东海底管道掺氢示范项目(5%~20%)。

氢能源列车将成为传统轨道交通的重要补充

西南交通大学氢能及储能技术研究院院长，俄罗斯工程院外籍院士陈维荣教授

随着“双碳”目标推进，氢燃料轨道交通已成为绿色、节能、低碳技术的发展方向和研究重点。“氢能轨道交通的核心是以氢能为动力系统，与汽车不同的是轨道交通的燃料系统功率较大，而且氢能源轨道交通因免掉了传统电气化铁路的接触网、变电所等复杂工程问题，其一次性建设成本和全寿命周期运营成本比传统高铁的成本低10%~20%，这样即使没有国家补贴也很有竞争优势。所以我认为大功率燃料电池系统在轨道交通领域的应用是一个非常好的应用场景。”西南交通大学氢能及储能技术研究院院长，俄罗斯工程院外籍院士陈维荣教授在此次论坛中表示。陈教授领衔的团队在2022年于中车长客合作推出了全球首列时速160公里的氢能源市域动车，并与中车大同联合研制出世界首辆燃料电池混合动力工程作业车，该机车在平时道上可以牵引5000吨列车，在千分之六的坡道上可以牵引2000吨的货物列车，在典型的工况下可以连续工作8小时。陈教授表示未来，氢能源列车会成为传统轨道交通的重要补充。

镁基材料助力氢能大规模储运

上海交通大学特别研究员邹建新教授

氢能源能够有效改善我国能源结构现状，在清洁低碳、安全高效的现代能源体系转型上极具战略意义，但是由于氢的密度较低，其存储是个较难攻克的问题，而镁基材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点，将有助于实现氢气的高安全、高效及大规模储运，助力中国氢能产业的发展。上海交通大学特别研究员邹建新教授在论坛上说道：“经过漫长的实验与探索，丁文江院士及其团队我们成功找到了一种解决氢气储运难题的新方案，用镁材料制备出了一种神奇的镁合金，可以让氢以固体的形式存储在镁合金材料中。我们解决了一些技术难点，通过在镁表面上生成了一些催化的位点，使得氢能够更快的进入和脱出。我们还通过第二相的材料来分散这个镁颗粒，使得它能够更好的实现这样一个长寿命的循环。”2023年4月，上海交通大学氢科学中心主任丁文江院士及其团队研发的吨级镁基固态储运氢车已经发布，将为低碳绿色转型提供基础，为氢能可持续发展注入新的活力。“轻氢之镁，创新栽培。镁基储氢材料实际上是一个非常新的储氢介质，我们希望未来在氢能领域获得更多的应用。”邹教授表示。

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