据了解, 目前中国国内的氢燃料电池汽车以使用气态氢气为主, 尚未量产使用液态氢气的氢燃料电池汽车. 但这一局面将可能在未来被打破, 据悉, 一家上海的能源企业正计划研发制造以液氢为燃料的氢燃料电池汽车和加氢站.
为什么目前的氢燃料电池汽车都不使用液氢?液氢为燃料的氢燃料电池汽车有何优势与困难?这一技术在未来是何前景?
技术难设备贵缺指引, 国内厂商难尝试
据了解, 目前国内可见的氢燃料电池汽车基本上都以气态氢为燃料, 如长江汽车的燃料电池电池大巴, 佛山飞驰汽车氢燃料电池客车等. 广东泰罗斯汽车动力系统有限公司总经理张锐明表示, 气氢燃料电池汽车的技术已经比较成熟, 可以进入商用阶段, 但液氢燃料电池汽车技术还不够成熟, 且成本高昂, 所以氢燃料电池汽车的生产企业大都不选用液氢为燃料.
张锐明表示, 若要以液氢为燃料来驱动燃料电池汽车, 那首先得把气态氢液化为液态, 这得需要有—253℃的低温和较高的气压环境, 且制成后需要性能优异的绝热, 抗压容器来储存, 不然泄露蒸发量甚大, 难以为汽车动力系统使用.
一方面技术要求很高, 另一方面, 这些材料和设备的成本颇为高昂, 做出来的汽车售价恐怕非汽车市场客户所能接受. 所以张锐明坦言, 液氢燃料多用于航天飞机级别的交通工具, 用于一般的汽车还比较少见.
在加氢站方面, 使用液氢为汽车加注燃料也非易事. 上海氢枫能源技术有限公司总经理助理田丽莉表示, 目前的加氢站以加注压缩氢气为主, 没有使用液氢. 原因除了技术难以实现和设备昂贵外, 还有就是缺少相关的技术标准和政策规范. 田丽莉认为, 在国内出台详细的液氢加氢站规范前, 他们都不会涉足这一领域.
新技术新优势, 有企业欲突破空白
但液氢这一空白的领域已被国内企业所重视, 并开展攻关. 近日, 一家名为上海杲晟实业有限公司的企业正在作相关产业规划, 该公司的相关负责人郑先生告诉记者, 他们将使用新的技术来合作生产以液氢为燃料的氢燃料电池卡车, 并计划建立液氢加氢站.
对于为什么选用液氢为燃料的氢燃料电池汽车, 郑先生表示有两大原因:
一, 在使用压缩氢气方面, 我国存在明显短板. 如制造高压氢气瓶的碳纤维材料价格较高, 我国企业对此缺少市场定价权;在高压压缩机方面, 我国企业目前也没有达到日韩企业的技术水平, 购买的话费用也不匪;我国企业一直以来是采用35兆帕的氢气瓶, 相关标准近两年已被修改, 但是厂家的制造工艺改进尚需要时间适应.
二, 液氢运输更方便建站更便宜. 传统的氢气运输方式是采用拖管运输车来运输氢气, 而一辆液氢运输车所运输的氢气量, 相当于8到10辆这样的拖管运输车, 远距离运输的成本优势, 能轻松体现出来. 此外, 建造液氢加氢站, 比建造压缩氢气站, 可以省下15%到20%的投资费用.
三, 液氢相对更安全. 压缩氢气若泄漏, 压缩气体需要迅速寻找空间, 来释放压力;液氢是常压, 即使液氢气瓶泄漏, 液氢流到地上, 会迅速在一到三分钟内气化, 气化需要吸收热量, 将空气中的水蒸气迅速冷凝, 形成云, 隔绝氢气, 不让其与空气中的氧气, 生成可爆炸气体, 因而比压缩氢气更安全. (编者注: 但这些特点目前并未得到权威证实. 有专家指出, 液氢保存条件苛刻, 技术不达标反而容易泄漏, 且泄漏后急剧膨胀, 更容易引起爆炸. 氢气的使用安全取决于多方面条件, 目前难有 '更安全' 之说)
就大众疑惑的液氢储存和使用的技术问题, 郑先生表示, 他们已经有了成熟的保温保冷技术, 能让液氢的日蒸发量维持在千分之一到千分之二之间. 他们研制的液氢储罐, 能放置在卡车内, 并让卡车续航能力行驶1700公里.
但对于如何实现以上目标数据, 具体的设备效能及产品外观, 郑先生以商业机密为由, 不作公布.
此外, 该公司团队还计划未来在北京与上海, 深圳和武汉, 武汉和成都之间各建设一条液氢燃料电池卡车的运输线路. 这三条运输线沿途将建设四到六座液氢和35兆帕, 70兆帕的压缩氢气联运加氢站.
有方向有新品, 产业方向可关注
对此消息, 有相关专家表示, 液氢作为一种技术方向和商业模式值得行业内企业去关注和了解, 但国内还没有相应的实物出现, 那就不能认为这是真正的商业化产品.
事实上, 早在2016年北京派瑞华氢能源科技有限公司副总经理何文就曾公开表示, 中国都是以气态存储氢气, 但在未来, 液氢会是一个发展方向. 因为欧美, 日本很多地方用的都是液氢, 氢气的运输是以液态来完成.
北京中科富海低温科技有限公司技术总监熊联友也在第一届中国(佛山)国际氢能与燃料电池技术及产品推介会系列活动上介绍, 全球目前加氢站有将近400座, 其中1/3为液态加氢站. 相比气氢加氢站, 液氢加氢站具体有液体储氢密度高, 储运成本低, 储存压力低和更安全的特点. 熊联友认为, 液氢运输与储存在未来的氢能产业链中将越来越重要, 是FCEV(燃料电池电动汽车)规模化应用的必然手段.