液氫密度70.8kg/m³,大約是20MPa氫氣的5倍,是35MPa氫氣的3倍,是70MPa氫氣的1.8倍。
與高壓氫氣相比,液氫最大的優勢在于其密度大,可實現大規模儲存和運輸,儲運方便、運輸成本更低,液氫儲重比高使得相同重量氫儲箱的車輛行駛里程更長,液氫工作壓力低更安全等。
(1)液氫易于實現大規模儲存
與70MPa高壓儲氫單個儲罐一般不超過5m³,相比液氫的儲存壓力低,使得單個罐的容積可以做到非常大,占地面積小,這非常適合大規模的儲能應用,同時將液氫以能源對外供應。
(2)液氫易于實現大規模運輸,使得儲運更便利,實現規模化運輸的經濟效益
據估算,一輛40m³液氫罐車的運氫能力約等于8輛20MPa管束車的能力,考慮到實際使用時管束車剩余5MPa壓力不太好利用,一輛40m³液氫罐車的實際運氫能力約等于10輛20MPa管束車的能力。
再計算車輛購置費用和運輸油耗、過路費用以及車輛安全性提高(交通事故率降低)等,液氫運輸成本將遠低于高壓氫氣成本的1/10,經濟運輸距離可達1000km以上。
此外20MPa管束車卸車時間數小時,甚至等待1~2天,而液氫罐車裝卸時間短,一般0.5~1小時,大大提高了轉運效率,這對于降低氫氣使用的成本都具有重要意義。
(3)液氫儲運的儲重比可超過10%,比高壓氫儲運(一般不超過5%)高
(4)液氫工作壓力低,使用更安全
液氫技術路線在整個產業鏈環節中壓力等級較低,一般不超過1MPa,相對來說安全性更高。
在德國、日本,液氫加氫站可直接建在居民區,更適合商業推廣應用。
目前我國液氫儲罐最大容積為300m³,為圓柱形臥式儲罐,位于海南文昌。與美國3800m³液氫球罐相比,差距較大。
2021年,科技部氫能專項資助了400m³液氫球罐的研制。液氫球罐是未來我國氫大規模儲存的關鍵設備,從設計、工藝、制造等各個環節對國內企業都是挑戰,需要加大科研力量和投入集智攻關。
在液氫完全民用化的發達國家,特別是美國,因為液氫規模大,價格低,為客戶供應氫氣,除了管道輸送之外,以液氫運輸方式供應占據主導地位。
從國內企業的制造能力和水平來說,制造出一個合格的移動式液氫容器不成問題,重要的是制定出監管部門認可的移動式液氫容器行業標準,并依據標準制造容器,經壓力容器監管部門監督下的型式試驗合格后,取得壓力容器使用許可證。
液氫運輸可采用液氫罐箱和液氫槽車兩種方式,液氫罐箱因為可陸海空聯運,還需取得船級社等相關認證;而液氫槽車因為液氫容器和運輸車固定在一起,還需取得工信部的車輛檢驗,進入公示目錄,才能銷售,獲得交通部門的車輛牌照,才可以由危化品運輸公司運營車輛來運輸液氫。
最初,壓力容器行業專家認為液氫罐箱不涉及到工信部、交通部門等審批監管,手續相對簡單,能夠優先上路,但是需要經過船級社等認證,認證程序也比較復雜。而液氫槽車不需要經過船級社等認證,工信部和交通部、安監、物流等監管部門已經認識到液氫運輸對于氫能發展的重要性,正在推動相關企業和部門進行液氫槽車研制,以及相關審批流程的溝通協調。
期望國內相關部門和企業同心協力,盡快解決液氫的上路運輸問題,為我國氫能的大規模儲運掃清障礙。