一文縱覽固態儲氫產業化進展

 

比如氫儲能源在河南新鄉高新區鎂合金高密度儲氫技術產業化項目的全球首條生產線建成投產測試;圣元環保與淮南市煤化工園區管委會就圣元綠能固態儲氫系統活化及應用項目簽訂合作協議;成都厚普氫能裝備產業園項目正式開工，其中包括低壓固態儲氫裝備基地;安泰創明、新氫動力、永安行、攀業氫能、氫哇出行等也推出了應用固態儲氫技術的氫能叉車、兩輪車。

 

 

氫能儲運作為氫能產業的中間環節，對氫能的商業化運營極為關鍵。現有的氫儲運方式主要有高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固體材料儲氫及有機液體儲氫四種。在氫能儲運亟待降本增效的背景下，固態儲氫既能大幅提高體積儲氫密度，又可以保障氫氣的安全應用，這兩方面的優勢吸引了多家企業入局：

 

氫儲能源是上海交通大學材料學院丁文江院士團隊與氫楓能源共同建立的高科技企業。2022年4月，氫儲科技的首條鎂基固態儲氫裝置生產線在河南新鄉高新區氫能產業園建成并投產測試。此外，氫儲科技還計劃建設6條鎂基固態儲氫設備、儲氫裝置生產線，全部達產后，可年產鎂基固態儲氫設備約720套。

 

8月，圣元環保與淮南市煤化工園區管委會就圣元綠能固態儲氫系統活化及應用項目簽訂合作協議，計劃在淮南市煤化工園區投資建設綠能固態儲氫系統活化及應用等4個項目，其中包括建設鈦-鐵系固態儲氫材料及模塊活化生產線。

 

10月，廈鎢新能擬投資1億元設立全資子公司廈門廈鎢氫能科技有限公司（簡稱“氫能公司”），并擬向氫能公司以1.6457億元協議轉讓公司所持有的貯氫合金材料相關業務資產。

 

同樣在10月，厚普股份表示，公司低壓固態儲氫裝備進入合金試生產階段，這款低壓固態儲氫裝備是基于釩基固態儲氫合金技術新拓展的儲能產業路線。

 

產品應用方面，目前采用固態儲氫技術的產品主要應用于兩輪車。5月，安泰創明在深圳順利投運使用1L 固態儲氫瓶的氫能外賣車，每次充氫110克，續航里程長達 120 公里;當月，創明（韶關）研究院也推出了“氫哇出行”氫能兩輪車，該款氫能兩輪車采用安全高能量密度固態儲氫材料為氫源。

 

9月，永安行氫能自行車Y400正式上市，該車型采用了額定功率為300W的燃料電池系統及低壓AB5合金固態儲氫裝置;10月，攀業氫能25輛氫能共享兩輪車正式試運營，該型號氫能共享兩輪車采用金屬氫化物固態儲氫技術，具有充放氫壓力低、安全性強、體積儲氫密度高等優點。

 

此外，固態儲氫也被應用到叉車中。2022年4月，一款搭載固態金屬儲氫燃料電池叉車新品發布，是全球首款固態金屬儲氫技術與工業叉車相結合的實質性應用產品。

 

整體來看，固態儲氫的發展在迅速升溫。

 

 

固態儲氫技術相對于其他儲氫方式較為前沿，儲運成本適中，在中長距離的運輸上優勢明顯。但由于處于發展初期，固態儲氫技術還需要攻克以下挑戰：

 

材料方面，目前固體儲氫用到的儲氫材料主要是金屬合金，比如鎂系儲氫合金、鐵系儲氫合金、鈦系儲氫合金等。雖然金屬合金儲氫技術相對成熟，但還是存在重量儲氫率偏低、吸放氫溫度高、可逆性較差等缺點，難以滿足車載儲氫的技術要求。

 

此外，儲氫材料成本偏高也制約了固體儲氫進一步商業化，儲氫材料成品率低、金屬原料價格波動大等問題都有待解決。面向未來，企業應該進一步開發性能更優、造價更低的儲氫媒介，固態儲氫的應用市場規模才能擴大。

 

技術方面，固態儲氫的主流材料技術仍是金屬氫化物。金屬氫化物是通過吸收熱量來析出氫氣的，因此制約其技術應用的一點是放氫溫度要求很高，需要達到250℃以上。為了解決固態儲氫需要高溫環境的問題，國內的專家學者都在探索各種方法來調控其吸放氫溫度、速度和吸放氫循環性能，但目前還停留在實驗階段，實際應用還需要時間。對此，企業要和專業院校合作，在技術攻關上一起創新，克服技術難點。

 

應用方面，固態儲氫整體處于研發示范的早期階段，應用項目主要聚焦在電化學儲氫、儲氫裝置、氫壓縮機等儲能環節，在規模較大的運氫項目上受制于大體積、高成本等問題仍需要進一步完善。固態儲氫應用場景缺少的問題有待解決，需要企業更積極地探索和挖掘固態儲氫的優勢應用場景。

 

高密度儲存和安全儲運是當前氫能應用面臨的主要瓶頸，市場需要更經濟、更安全的氫能儲運技術，而具備高密度、高安全性特點的固態儲氫技術正好能提供相應的解決方案。隨著氫能企業對固態儲氫在研發和應用上的不斷探索，一旦解決推廣難題，固態儲氫將在未來氫能多元化儲運體系中占據重要地位。