氢能行业报告：储氢，氢能储存，高压储氢（21页）

氢能产业链整体可以分为氢能制取、氢能储运、氢能应用三大环节，其中储运环节是高效利用氢能的关键，是影响氢能向大 规模方向发展的重要环节。在氢能全产业链中，氢的储运是制约我国氢能和燃料电池产业发展的关键环节，因为氢气特殊的 物理、化学性能，使得它储运难度大、成本高、安全性低。 （1）重量轻、密度小：在所有元素中，氢的重量最轻、密度小，需要提高储运容器压力进而提高氢的密度来提高氢能利用 的效率； （2）液化温度低：常压下氢气在-253℃温度才能液化，液化能耗高、静态蒸发损失大，对液氢储罐要求很高； （3）原子半径小：氢的原子半径非常小，氢气能穿过大部分肉眼看不到的微孔，在高温、高压下，氢气甚至可以穿过很厚 的钢板； （4）性质活泼：氢气非常活泼，稳定性极差，泄露后易发生燃烧和爆炸，这些因素都对氢气的储运技术提出了挑战。 从终端氢气价格组成来看，氢气储运成本占总成本的 30%左右，经济、高效、安全的储运氢技术已成为当前制约氢能规模 应用的主要瓶颈之一。氢能储运包括氢能储存和氢能运输两部分，氢能的储存方式决定了采用何种氢能运输方式。提高氢能储运效率，降低氢能储 运成本，是氢能储运技术发展重点。 氢能源汽车存储 5公斤的氢气，在 70MPa的压力下，存储系统的容量约为 200升，是当今燃油汽车中汽油箱容量的 3-4倍。 氢能的储运具有较大难度。一方面，氢气是世界上密度最小的气体，体积能量密度较低，扩散系数较大；

另一方面，氢气的 燃点较低，爆炸极限宽，对储运过程中的安全性也有极高的要求。因此如何实现经济、高效、安全的储氢技术是氢能利用走 向实用化、产业化的关键。储氢技术的关键在于提高氢气能量密度。美国能源部（DOE）要求 2020年国内车载氢能电池的氢气质量密度（即释放出的 氢气质量与总质量之比）须达到 4.5%，2025 年达到 5.5%，最终目标是 6.5%。 国际能源署（IEA）规定的未来新型储氢材料的储氢质量标准为 5%。美国 2010 年到 2015 年的体积储氢容量分别为 45g/L 和 81g/L、存储成本分别为 4 美元／kWh 和 2 美元／kWh。 同时氢气为易燃、易爆气体，当氢气浓度为 4.1%-74.2%时，遇火即爆。因此评价储氢技术优劣，还必须考虑安全性。氢能产业的发展给压力容器行业带来新的发展机遇，一方面，氢能储运设备是氢能利用的重要基础设施，是促进氢能产业发 展的必要支撑。另一方面，氢能产业发展将推动临氢、超高压、超低温以及纤维缠绕复合材料、多层包扎结构设备的设计制 造、检验检测、风险评估等方面技术的发展和进步，也推动压力容器产业向高端、清洁、环保、高效方向的转型升级。但氢 能产业的快速发展也对压力容器技术要求提出了更高的挑战，目前一系列关键技术有待突破。