3．2 中游儲運

在氫能制取、氫能儲運、氫能應用三大環(huán)節(jié)中，儲運環(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，擴散系數(shù)較大；另一方面，氫氣非�；顫姡�燃點較低，爆炸極限寬，對儲運過程中的安全性也有極高的要求。

從終端氫氣價格組成來看，氫氣儲運成本占總成本的30％左右，經(jīng)濟、高效、安全的儲運氫技術(shù)已成為當前制約氫能規(guī)模應用的主要瓶頸之一。

儲氫技術(shù)主要包括物理＆化學兩大類，根據(jù)存儲狀態(tài)可細分為高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫（物理吸附和化學氫化物）和有機液態(tài)儲氫，其中高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)成熟度高、成本較低，是現(xiàn)階段我國主要的儲氫方式。

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

長期來看，管道運輸是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離、低成本運輸?shù)闹匾�方式，但由于常�?guī)管道存在“氫脆”反應，需對管道材料進行特殊處理，導致輸氫管道造價成本高，是主要制約因素。天然氣管網(wǎng)混氫運輸為當下研究熱點，但仍停留在試驗階段，氣體分離等技術(shù)難題有待攻克。

基于高壓氣氫這種儲氫方式，通過高壓儲氣瓶來實現(xiàn)氫氣的儲存和釋放成為中游儲氫產(chǎn)業(yè)的重點。

根據(jù)材質(zhì)和工藝的不同，商用高壓儲氫瓶分為四大類型。其中I型瓶為全鋼瓶，重量大，僅適用于加氫站固定式儲氫；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，但儲氫密度依舊較低，難以滿足車載儲氫要求；III型瓶和IV型瓶適用于車載儲氫，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、高儲氫密度、質(zhì)量輕等優(yōu)勢。

受益氫燃料汽車滲透率不斷提升，車載儲氫罐市場將快速打開，短期來看，政策驅(qū)動下氫燃料汽車進入導入期，我國車載儲氫瓶市場有望實現(xiàn)快速增長，2020年我國車載儲氫瓶市場規(guī)模僅為2．1億元，2025年將達到32億元，期間CAGR高達72％。

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

目前，高壓儲氫瓶用碳纖維主要采用 T700級及以上規(guī)格，在這一等級的碳纖維生產(chǎn)企業(yè)中，日本和美國占據(jù)主導地位，我國碳纖維纏繞設備與高壓罐體加工設備也仍高度依賴于進口。

連接儲運和下游應用的是加氫站環(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中，或者通過電解水制氫然后壓縮，再加注到氫能源燃料電池汽車中。

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

壓縮機是加氫站的主要成本，占比約為30％。

氫氣壓縮機分為機械式和非機械式兩大類，應用于加氫站的仍以機械式為主。國內(nèi)加氫站較多采用液驅(qū)式和隔膜式壓縮機，壓力不超過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；離子液壓縮機結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，主要應用于國外較高儲氫壓力（一般約90Mpa）的加氫站中。

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

2020年全球共有553座加氫站投入運營，2014－2020年全球投入運營加氫站數(shù)量CAGR達到20．46％，保持快速增長的態(tài)勢。

不過由于氫氣在我國屬于危險化學品，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、主管部門不清晰等問題，加之目前加氫站建設＆運營成本高昂，上下游體系不健全，所以普遍沒有實現(xiàn)盈利，也暫未實現(xiàn)商業(yè)化運營。