氫地區(qū)不產(chǎn)氫，氫儲(chǔ)運(yùn)成本居高不下。氫儲(chǔ)運(yùn)是制約我國氫能發(fā)展的地方。
氫儲(chǔ)能(氫儲(chǔ)能)的本質(zhì)是儲(chǔ)氫，即以穩(wěn)定的形式儲(chǔ)存易燃易爆的氫氣。儲(chǔ)氫技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)是在保證安全的前提下，提高儲(chǔ)氫能力(效率)，降低成本，提高易用性。儲(chǔ)氫技術(shù)可分為物理儲(chǔ)氫和化學(xué)儲(chǔ)氫兩類。物理儲(chǔ)氫主要包括高壓氣體儲(chǔ)氫、低溫液體儲(chǔ)氫、活性炭吸附儲(chǔ)氫、碳纖維和碳納米管儲(chǔ)氫、地下儲(chǔ)氫；化學(xué)儲(chǔ)氫主要包括金屬氫化物儲(chǔ)氫、液體有機(jī)氫載體儲(chǔ)氫、無機(jī)儲(chǔ)氫、液氨儲(chǔ)氫等。

1. 物理儲(chǔ)氫
【高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫】
壓縮技術(shù)是氫氣生產(chǎn)和應(yīng)用中不可或缺的。高壓氫壓縮機(jī)是將氫壓注入儲(chǔ)氫系統(tǒng)的核心裝置，輸出壓力和氣體密封性是其重要的性能指標(biāo)。

高壓氣體儲(chǔ)氫的質(zhì)量儲(chǔ)氫密度范圍為4.0~5.7wt目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)比較成熟，是目前最常用的儲(chǔ)氫技術(shù)。該技術(shù)利用高壓將氫壓縮到耐高壓容器中。金屬高壓儲(chǔ)氫容器由對(duì)氫氣有一定抗氫脆能力的金屬或者通過復(fù)合材料構(gòu)成，最常用的材質(zhì)是奧式不銹鋼。由于常溫附近對(duì)氫免疫，銅和鋁不會(huì)產(chǎn)生氫脆，常被選為高壓儲(chǔ)氫罐的材料。

高壓氣體儲(chǔ)氫成本相對(duì)較低，壓縮過程能耗低，釋放簡(jiǎn)單快捷。它是目前最成熟的儲(chǔ)氫技術(shù)，但存在體積儲(chǔ)氫密度極低的主要缺陷。此外，高壓氣體儲(chǔ)氫存在泄漏和爆炸的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此安全性能有待提高。未來，高壓氣體儲(chǔ)氫還需要朝著輕、高壓、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展。

高壓氣體儲(chǔ)氫的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括運(yùn)輸大型高壓儲(chǔ)氫容器、加氫站大型高壓儲(chǔ)氫容器、燃料電池車輛高壓儲(chǔ)氫罐、通信基站不間斷電源儲(chǔ)氫罐、無人機(jī)燃料電池儲(chǔ)氫罐等。例如，國內(nèi)儲(chǔ)氫企業(yè)為上海世博會(huì)提供了第一個(gè)45個(gè)加氫站MPa氫儲(chǔ)能器，第一臺(tái)35MPa移動(dòng)加氫車為國內(nèi)加氫站提供50多套儲(chǔ)能器，為國外加氫站提供240多套儲(chǔ)能器。該公司后來開發(fā)了87.5MPa大連加氫站示范了鋼碳纖維纏繞大容積儲(chǔ)氫容器的應(yīng)用；35MPa橇裝加氫站，將應(yīng)用于2022年冬奧會(huì)；首創(chuàng)35MPa全集成橇裝移動(dòng)加氫站，促進(jìn)加氫站商業(yè)化運(yùn)營。

【低溫液體儲(chǔ)氫】
低溫液體儲(chǔ)氫是將氫液化，然后儲(chǔ)存在低溫絕緣真空容器中。低溫保溫技術(shù)是低溫工程中的一項(xiàng)重要技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)低溫液體儲(chǔ)存的核心技術(shù)手段。根據(jù)是否有外部主動(dòng)能量提供，可分為被動(dòng)保溫和主動(dòng)保溫。被動(dòng)絕緣技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種低溫設(shè)備中； 而主動(dòng)絕熱技術(shù)由于需外界的能量輸入，雖能達(dá)到更好的絕熱效果，甚至做到零蒸發(fā)存儲(chǔ)( Zero boil－off，ZBO) ，但也必然會(huì)帶來一些問題，比如需要其他附加設(shè)備來增加整個(gè)設(shè)備的體積和重量，制冷機(jī)效率低，能耗大，成本高，經(jīng)濟(jì)性差。

液氫密度高，體積比大，體積比小，儲(chǔ)運(yùn)簡(jiǎn)單。但很難將氣態(tài)氫轉(zhuǎn)化為液態(tài)氫，液化1kg氫氣消耗4-10千瓦時(shí)。而且，為了穩(wěn)定儲(chǔ)存液態(tài)氫，需要耐超低溫、保持超低溫的特殊容器。該容器需要抗凍、抗壓，必須嚴(yán)格保溫。[9]因此，除了制造難度大、成本高外，該容器在運(yùn)行過程中還存在揮發(fā)性、安全隱患多等問題。

在全球范圍內(nèi)，低溫液體儲(chǔ)氫技術(shù)已應(yīng)用于車載系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用于全球加氫站。液氫加氫站在日本、美國及法國市場(chǎng)比較多。目前，世界上大約三分之一的加氫站是液氫加氫站。氫液化設(shè)備主要由美國制成AP、提供普萊克斯、德國林德等廠家。[10]我國液氫廠僅為航天火箭發(fā)射服務(wù)，受法律法規(guī)和技術(shù)成本限制，不能應(yīng)用于民用領(lǐng)域，但相關(guān)企業(yè)已開始開發(fā)相應(yīng)的液氫儲(chǔ)罐、液氫罐車，如航天101、國富氫能、宏達(dá)工業(yè)、圣達(dá)因等公司正在開發(fā)國內(nèi)液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)品。有關(guān)部門正在研究制定液氫民用標(biāo)準(zhǔn)，液氫運(yùn)輸將成為我國氫能發(fā)展的主要?jiǎng)用}。2 化學(xué)儲(chǔ)氫
與物理儲(chǔ)氫不同，化學(xué)儲(chǔ)氫方案通常通過儲(chǔ)存介質(zhì)與氫結(jié)合作為穩(wěn)定化合物來儲(chǔ)存氫。使用氫時(shí)，化合物通過加熱或其他方式分解釋放氫，并回收儲(chǔ)存介質(zhì)。
化學(xué)儲(chǔ)氫技術(shù)主要包括金屬氫化物儲(chǔ)氫、液態(tài)有機(jī)氫載體儲(chǔ)氫、無機(jī)儲(chǔ)氫、液氨儲(chǔ)氫等。與高壓氣體儲(chǔ)氫和低溫液體儲(chǔ)氫相比，化學(xué)儲(chǔ)氫技術(shù)成熟度相對(duì)較低，主要在實(shí)驗(yàn)室和示范項(xiàng)目中。

【金屬氫化物儲(chǔ)氫】
該技術(shù)將氫以金屬氫化物的形式儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫合金材料中。儲(chǔ)氫合金在一定溫度壓力下與氫接觸，首先形成含氫固溶體（α相)然后固溶體繼續(xù)與氫反應(yīng)相變，形成金屬氫化物（β相）。金屬氫化物在加熱條件下放氫。早期發(fā)現(xiàn)的合金有LaNi5、Mg2Ni、TiFe等等，研究人員發(fā)現(xiàn)這種合金由一種吸氫元素A和另一種非吸氫元素B組成，分別控制儲(chǔ)氫量和吸氫可逆性。世界上已開發(fā)的儲(chǔ)氫合金大致可分為稀土蘭鎳、鈦鐵、鈦鋯、釩基固溶體、鎂等。

這種基于固體的儲(chǔ)氫技術(shù)往往具有儲(chǔ)氫密度高、儲(chǔ)氫壓力低、安全性好、放氫純度高等優(yōu)點(diǎn)。[18]目前，國內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)氫金屬材料的研究成果不斷，已應(yīng)用于部分領(lǐng)域。國外固體儲(chǔ)氫技術(shù)已廣泛應(yīng)用于電池艦艇、分布式發(fā)電和風(fēng)電制氫規(guī)模儲(chǔ)氫中；國內(nèi)固體儲(chǔ)氫已廣泛應(yīng)用于分布式發(fā)電中。

然而，成熟系統(tǒng)的金屬儲(chǔ)氫材料重量儲(chǔ)氫率較低，更高TiV可逆儲(chǔ)氫量為2.6 wt%。為了提高重量儲(chǔ)氫率，開發(fā)了配位氫化物、金屬氨硼烷等新材料，但這些材料仍在實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)中，如吸放氫速度慢、可逆循環(huán)性能差等。此外，儲(chǔ)氫金屬材料的成本受有色金屬原料價(jià)格波動(dòng)的影響，高成本是制約發(fā)展的另一個(gè)因素。

【液態(tài)有機(jī)氫載體儲(chǔ)氫】
液體有機(jī)氫載體（LOHC）儲(chǔ)氫技術(shù)基于催化劑作用下不飽和液體有機(jī)物的加氫反應(yīng)。常用的不飽和液體有機(jī)物有甲醇、環(huán)烷烴、N-乙基咔唑、甲苯、1、2-二氫-1、2-氮雜硼烷等。

該技術(shù)儲(chǔ)氫密度高，可在環(huán)境條件下儲(chǔ)氫，安全性高，運(yùn)輸方便。缺點(diǎn)是氫的取放不如物理儲(chǔ)氫容易，需要配備額外的反應(yīng)設(shè)備，放氫過程往往需要加熱能耗，導(dǎo)致成本增加。

LOHC技術(shù)在日本和歐洲發(fā)展迅速，在中國仍處于示范階段。總部位于德國Erlangen的Hydrogenious LOHC該公司一直在開發(fā)有機(jī)氫載體（LOHC）儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。目前，Hydrogenious公司在德國Dormagen世界上更大的化學(xué)園建設(shè)LOHC儲(chǔ)氫廠計(jì)劃于2023年投產(chǎn)。該工廠使用二芐基甲苯為載體介質(zhì)，據(jù)稱該介質(zhì)具有不易燃不易爆性。
今年10月，玉氫科技與中車Xi安有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方將在現(xiàn)有鐵路運(yùn)輸設(shè)備的基礎(chǔ)上，開發(fā)適合大規(guī)模有機(jī)液體儲(chǔ)氫介質(zhì)運(yùn)輸?shù)男滦丸F路罐。

【液氨儲(chǔ)氫】
氫和氮在催化劑的作用下合成液氨，以液氨的形式儲(chǔ)存和運(yùn)輸。液氨常壓約4000 ℃分解放氫。

與低溫液化溫度-253℃，氨在大氣壓下的液化溫度-33℃要高得多，氫-氨-氫的能耗、實(shí)現(xiàn)難度和運(yùn)輸難度相對(duì)較低。同時(shí)，液氨儲(chǔ)氫的儲(chǔ)氫密度高于液氫.7倍，遠(yuǎn)高于長管拖車氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)。該技術(shù)在長途氫儲(chǔ)運(yùn)中具有一定的優(yōu)勢(shì)。然而，液氨儲(chǔ)氫也有許多缺點(diǎn)。液氨具有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中對(duì)設(shè)備、人體和環(huán)境有潛在的危害風(fēng)險(xiǎn)；我國合成氨工藝相對(duì)成熟，但在工藝轉(zhuǎn)換中存在一定比例的損失；合成氨和氨分解設(shè)備和終端工業(yè)設(shè)備仍需集成。

3. 地下儲(chǔ)氫
氫氣的長期儲(chǔ)存取決于一定的儲(chǔ)存空間，利用地下空間儲(chǔ)存氫氣已成為氫氣儲(chǔ)存的重要途徑。在許多不同的地下儲(chǔ)氫方案中，最有潛力的方法之一是在地下鹽層中挖出一個(gè)容器來儲(chǔ)氫。容器的制造需要先鉆到目標(biāo)鹽層，安裝套管（如石油鉆井）；然后注入溶液溶解鹽層，溶解鹽水，然后在鹽層中創(chuàng)建所需的形狀和大小的容器；最后充氣排出鹽洞中的所有鹽水。不同的容器形狀是根據(jù)不同的鹽層結(jié)構(gòu)制成的。
氫地下儲(chǔ)能可充分利用地下空間，節(jié)約土地資源，有效降低氫儲(chǔ)存成本，提高氫的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用于風(fēng)景儲(chǔ)存一體化項(xiàng)目，解決新能源發(fā)電波動(dòng)，確保能源供應(yīng)和能源安全。然而，氫地下儲(chǔ)存的建設(shè)面臨著許多挑戰(zhàn)，主要包括：儲(chǔ)存層和蓋層的地質(zhì)完整性、氫地下化學(xué)反應(yīng)、井井完整性、氫生產(chǎn)純度和材料耐久性。
2021年8月23日，中21年8月23日，中石化重慶首個(gè)加氫站-半山環(huán)綜合加能站近日正式建成。該站是中國首個(gè)應(yīng)用儲(chǔ)氫井技術(shù)的加氫站，日供氫能力1000公斤，將為重慶首批氫能示范公交車和城市物流車輛提供加氫服務(wù)，是氫能產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的良好實(shí)踐和示范。

重慶融能機(jī)電設(shè)備股份有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、成套、銷售、安裝、維護(hù)等為一體的綜合性高新技術(shù)企業(yè)，“專精特新企業(yè)”，重慶首批國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)貫標(biāo)企業(yè)。主要提供CNG加氣站成套設(shè)備、 LNG加氣站成套設(shè)備、 高壓空壓站成套設(shè)備、 加氫站成套設(shè)備、 石油化工壓縮機(jī)成套設(shè)備、 PET吹瓶空壓站成套設(shè)備、 熱交換系統(tǒng)成套設(shè)備、 等服務(wù)。

文章網(wǎng)址：http://westall.com.cn/news/baike/867.html