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2024年03月06日
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浦东科技-锋面报道

谁能执牛耳,唯有“更高效、更便宜、更安全”

中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》指出,我国氢能储运将按照“低压到高压”“气态到多相态”的方向发展,由此逐步提高氢气储存和运输的能力:氢能市场发展前期将以更有性价比的高压氢气储运方式为主,到中期(2030)氢气需求半径将逐步提升,将以气态和低温液态为主,远期(2050)高密度高安全储氢将成为现实,完备的氢能管网也将建成,同时出台固态、有机液态等储运标准及管道输配标准作为配套。

“我认为,有机物储运氢和固态储运氢是最有发展前景的两种方式。在朱珺看来,要成为未来市场普遍接受和认可的主流储运氢技术,必须通过效率关、价格关,以及安全关。

朱珺介绍,利用MCH来储运氢是一个温和的化学反应过程。加氢过程中,需要150摄氏度、3个大气压,以及催化剂,就可以让甲苯与氢气合成。脱氢过程中,需要300摄氏度,3个大气压就能实现。更为重要的是,MCH并不需要特质的容器,只需要普通油管就可以用来存储;运输环节也不需要专门的特种车辆,只需要运输汽柴油的车辆。这意味着MCH路线在安全性上远比高压和低温路线好得多。此外,朱珺还对MCH的储运氢效率进行过测试,“一辆MCH车储运的氢气相当于3-4辆高气态氢储运车。”

作为投资人,朱珺最擅长的无疑是算好经济账。首先是原材料甲苯。这是一种可以大规模制备的化合物,价格便宜、资源丰富,不仅能重复利用,还能在淘汰后作为涂料添加剂使用。与之相比,同为有机物储运氢的乙基咔唑,制备成本是甲苯的5倍以上,且没有太大的再利用空间。其次是可以重复使用的关键核心——化剂,“只需要拿出来洗一洗就可以重复使用”。最后,MCH温和的反应过程无需高能耗,而等同于柴油的储运标准,使得MCH可以利用原有设备,也再一次降低了成本。“我们在调研中发现,目前加氢站的成本,每公斤不低于50元。我们经过测算,认为MCH路线可以将氢气价格降低到每公斤35元。“而氢

颉科技还在对使用贵金属的催化剂进行深入研究,朱珺雄心勃勃地表示,未来,我们有把握将成本降低到每公斤20元。"

与液态的有机物储运氢相比,镁基固态储氢在安全性上更甚一筹。在氢权展厅内,两个密封的玻璃容器里装着一粒粒金属丸,不同的是一个是银白色,另一个是黑色。“银白色的是镁合金材料,黑色的为镁合金材料吸氢后形成的氢化镁。”宣锋指着这两个展示品说,“我们并没有使用密封的材料来包裹这两个容器,常温常压下氢化镁也不会释放出氢气。由此可见,镁基固态储氢不仅可以在常温常压下进行长途运输,还能实现长时间对氢气的安全保存。”

在一定温度和氢气压力条件下储氢材料能够大量“吸收”氢气,同时放出热量。加热时,全属氢化物又会分解,并将储存的氢释放出来。氢枫设计的镁基固态储氢系统,最高工作压力仅为1.2MPa,储密度6.4wt%与同为固态储氢的钛基、稀土基材料相比,镁基材料的单位储氢量最高,而原材料成本最低。此外,镁基因态储氢还有一项特别之处,即吸放氢过程中无副产物,且储氢材料对氢气有一定的净化作用,释放出来的氢气纯度将进一步提升,可为高纯氢应用场景供应合格氢气。

为了提升储氢效率,氢枫还对镁基固态储运氢车进行了优化升级。“用一个比喻来说,就是把一节节串联起来的小电池,换成了一节大电池。“宣锋介绍,公司发布的首辆车有12个装载镁基材料的罐子。经过优化之后,12个罐子合并成一个大罐子,不仅增加了镁基材料的载量,还节约了空间,减少了重量。新的设计已获得中国船级社罐式集装箱证书,通过了相应的碰撞等安全测试。截至202311月,氢枫在镁基固态储氢领域获得授权专利总计75项,包括多项国际发明专利。

同时具备高效、廉价、安全三大属性的氢能储运技术,已经成为每一家进入该领域的企业共同追求的高地。

 

跑马圈地,剑指国际市场

“我的目标很明确,MCH不做技术售卖,而是要做成商业模式。“在朱珺的计划中,前期的壁垒是技术,后期的壁垒是模式,最终的壁垒是市场份额。“不管技术好坏,大家都希望在氢储运市场先占有一席之地。”

氢额科技选择的合作对象是大型国有企业。在加氢端,朱珺选择在淮北先建立一个年产2万吃氢气的基地;而在上海,朱珺找上了上海申能,将申能在石洞口的煤气储罐改适成氢气储罐,同时还在申能管辖的加氢站里建设脱氢装置。“从淮北出发的船,将MCH运输到石洞口码头;然后由车将MCH运输到各个加氢站,在集箱大小的裴置里完成脱氢。整个过程就像是汽油和柴油的转运。”朱珺在描绘未来蓝图时表示,“淮北目前每年能产5.3灰氢,上马MCH项目后可以增产6万吨绿氢。这些氢气通过MCH转运,不仅可以完成对上海的氢气保供,还能覆盖到长三角地区。"

除了计划在国内跑马圈地,朱珺更深远的目标是打开国际市场。“目前国内灰氢和绿氢的价格没有太大的差异,但在国际市场上可相差甚远。”他说,“我之所以推动类似柴油的MCH储运路线,就是想把氢能做成大宗商品,从而实现出口。"而在氢能出口的版图中,上海、广州将成为长三角和珠三角的核心,“通过长江航道,可以将四川水电制备的绿氢运输到上海,再通过洋山港运输到日韩、欧美。在珠江航道上,广西的绿氢可以运输到广州,接着出口到国外。

与氢颉科技不约而同的是,氢枫同样瞄准了国际市场。“我们在储氢罐选代过程中,自然而然地将视野放到了全球。”宣锋说,“我们参考了IMDG T3国际海运危险货物规则、CSC国际集装箱安全公约、TIR《国际道路运输公约》等标准来设计新的罐箱,主要目的就是能将这些箱子袭上国际货轮,运输到世界各地。”

“在氢能储运环节,上海有两个重要的优势,一个是人才,另一个就是应用。”宣锋指出,氢枫在镁基固态储运氢技术研发上,与上海交大有着非常紧密的合作。通畅的产学研合作,让氢枫能够在前沿领域拿下“全球首个”。“我们希望能在国内看到氢储运技术出现颠覆式的创新突破,这就会给氢能产业带来跨越式发展。”

而更为重要的是,上海有着丰富而巨大的市场,是每一家氢储运企业都梦寐以求的宝地。“我们只接受了一家企业的天使轮投资,那就是上汽集团。”朱珺说,“主要原因是上汽集团是氢储运的重要下游应用端,我们希望能通过投资,实现产业链上下游协同。”

如今的氢储运之争还远没有结束。在前方浓浓的迷雾中,唯有敢于挑战,才会赢得先机。