液氫作為氫能規(guī)模化、高效儲運的關(guān)鍵路徑，在實現(xiàn)碳中和目標(biāo)與構(gòu)建大規(guī)模清潔能源體系中將發(fā)揮不可替代的作用。近日，在杭氧集團股份有限公司于浙江杭州召開的新能源產(chǎn)業(yè)研討會上，與會專家執(zhí)筆“雙碳”，共繪以綠色科技點亮綠色能源未來的藍圖。

　　氫能成深度脫碳中堅力量

　　同濟大學(xué)新能源汽車工程中心副主任張存滿指出，“雙碳”背景下，發(fā)展氫能對能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型意義重大。當(dāng)前，能源消費側(cè)趨向零碳化，清潔電力和綠氫動力將成為終端能源的主體，預(yù)計到2060年約占終端能源總量的80%。未來，我國將形成“以電為主、以氫為輔”的能源消費結(jié)構(gòu)。

　　“當(dāng)前我國可再生能源發(fā)電量持續(xù)增加，僅僅依靠電力輸送無法完全消納，過剩的可再生能源如何利用?”張存滿認為，水電解制氫是一種重要的能源轉(zhuǎn)換方式。按照2060年我國電源裝機容量與結(jié)構(gòu)預(yù)測數(shù)據(jù)，全社會富余電量近6萬億千瓦時，可轉(zhuǎn)化制綠氫超1.3億噸，熱值相當(dāng)于6.1億噸焦炭。

　　“水電解制得的氫具有能源與化工原料的雙重屬性，在綠色燃料合成、化工、冶金等行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。”張存滿表示，根據(jù)2026年電力系統(tǒng)預(yù)測數(shù)據(jù)，化工用氫1200萬噸，綠色化肥用氫1300萬噸。氫能正成為深度脫碳的中堅力量。預(yù)計未來氫能脫碳占比將超過50%。

　　大規(guī)模儲運技術(shù)仍待突破

　　浙江師范大學(xué)校長邱利民表示，氫能是推動能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要載體。要將氫能作為能源來使用，就必須解決從生產(chǎn)端到用戶端的氫能大規(guī)模運輸問題。而液氫在儲能密度、長距離運輸成本等方面具有顯著優(yōu)勢，是實現(xiàn)氫能大規(guī)模、長距離儲運的重要方式。

　　“液氫的熱物理性質(zhì)與常溫流體、常見低溫流體顯著不同，儲運方面存在諸多挑戰(zhàn)。”邱利民說，“我們要摸清液氫的‘脾氣’——沸點低、液化焓降高、黏度低、絕熱壓縮系數(shù)低，這些物理特性致使其存在長期高品質(zhì)儲存難度大、液化能耗高、動設(shè)備密封難、高壓液氫泵增壓難度大等問題。”

　　“不僅如此，液氫規(guī)模化應(yīng)用涉及液化、儲運、加注等復(fù)雜環(huán)節(jié)，以及低溫透平膨脹機、氫催化轉(zhuǎn)化換熱器、儲罐等核心部機，急需基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵裝備與應(yīng)用示范的協(xié)同攻關(guān)。”邱利民表示，氫液化裝置正朝著大規(guī)模、低能耗方向發(fā)展。“十四五”時期，我國關(guān)于液氫科技規(guī)劃與配套政策加速落地，圍繞液氫制取、儲運、加注與應(yīng)用等環(huán)節(jié)，初步完成部分基礎(chǔ)理論與技術(shù)裝備的攻關(guān)任務(wù)，研制出5噸/天氫液化裝置，掌握10噸/天氫液化工藝包，但是大規(guī)模裝置研制與應(yīng)用仍待突破。

　　“未來行業(yè)要圍繞低溫液氫儲運與運輸需求，聚焦大規(guī)模低能耗氫液化、大容量損失液氫儲運、大流量液氫快速轉(zhuǎn)注等方向進行攻關(guān)，推動液氫在可再生能源消納、跨國能源貿(mào)易、綠色航空航天等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。”邱利民表示。

　　低溫技術(shù)應(yīng)用前景廣闊

　　“低溫技術(shù)的繁榮期已到來，將在能源儲運、碳捕集等領(lǐng)域扮演重要角色。”邱利民表示，低溫技術(shù)不僅是氫液化過程的關(guān)鍵核心技術(shù)，還在數(shù)據(jù)中心建設(shè)、氫氨醇耦合與大規(guī)模長時儲能、核聚變發(fā)展等方面具有廣闊應(yīng)用前景。

　　邱利民介紹，低溫技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟與算力底座碳中和的關(guān)鍵路徑，可通過超大規(guī)模集成液冷與相變冷卻方案實現(xiàn)精準(zhǔn)溫控，解決數(shù)據(jù)中心散熱問題。針對風(fēng)光波動性，低溫液化與深冷儲能能夠?qū)崿F(xiàn)新型電力系統(tǒng)能量的高效轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化，為百萬噸級綠色化工項目提供穩(wěn)定的零碳氫、氨、醇供應(yīng)，從而賦能綠色氫氨醇耦合與大規(guī)模長時儲能。另外，利用低溫技術(shù)，還能在裝置內(nèi)部構(gòu)建從超高溫到絕對零度的極限熱障。這種大規(guī)模、高穩(wěn)定性的深冷技術(shù)，是實現(xiàn)核聚變從實驗走向應(yīng)用的決定性一步。

　　杭氧集團黨委書記、董事長鄭偉表示，當(dāng)前工業(yè)市場面臨結(jié)構(gòu)調(diào)整，倒逼企業(yè)轉(zhuǎn)型升級、開辟新增長曲線。低溫技術(shù)是空分行業(yè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。近年來，杭氧依托低溫及氣體分離技術(shù)，進一步拓展了發(fā)展空間，未來還要向深低溫技術(shù)邁進，同時向新能源領(lǐng)域進行拓展，圍繞整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈進行布局。

　　杭氧集團黨委副書記、總經(jīng)理韓一松介紹，杭氧聚焦前沿領(lǐng)域，持續(xù)打造核心技術(shù)，研發(fā)了數(shù)據(jù)中心普冷高效制冷方案、核聚變裝置深低溫(液氮/液氦級)保障系統(tǒng)、量子計算稀釋制冷機核心裝備。杭氧提供的一系列極低溫解決方案，為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。