2024年高效安全固态氢储运技术与应用报告-中国有研科技集团.docx

单

高效安全固态氢储运技术与应用

中国有研科技集团有研工程技术研究院有限公司

2024年12月20日

I价值型高科技企业

I价值型高科技企业

号·氢能

号·氢能之家

王SH全能王

1.氢储运技术挑战

氢能来源广泛、可储、可输，可补充现有能源网络，形成高效的多能互补系统制氢、储氢、运氢、用氢

RenewableelectricenergyHyarogenproducionSloragecompressionTransportatonUse

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hyorop-tbeing

PoHydrogenstorspoLnk

Po

Waor(HO)-

Bectphydrogen

可再生能源规模储能、分布式供能以及氢能交通需要高效氢储运技术

GRIMAT知崇礼卑止于至善

公众号·氢能家

1.氢储运技术挑战

在2060碳中和目标推动下，庞大的氢能需求量需依靠完善的氢储运供应链

复气需求且，万

复气需求且，万吨

发电

9690建筑供热供电

9690

交通

5726工业燃科

5726工业原料

3715

3342

现有工业

202020302040■文

2020

2030

2040

■文

2050·读

W有工业■其工0顶

W有工业■其工0顶T05t

2040年我国氢需求量将达5700万吨

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

■储运设备规模(亿元)

5215

4581

350936853842

2020E2025E2030E2035E2040E

2040年我国氢储运设备市场将达5200亿

氢能大规模商业化发展需要高效、安全、低成本的储运氢技术

GRIMAT知崇礼卑止于至善

公众号·氢能之家

有研工研院GRIAT1.氢储运技术挑战

有研工研院

GRIAT

氢特性

·重量轻、密度小：密度小0.0899g/L,通过压缩实现高效储运有极限。·液化温度低：液化温度-253℃,对液氢储罐要求高，功耗大效率低。

·原子半径小：易从容器中溢出，易与金属容器反应，产生氢脆使容器破坏带来安全问题。·性质活泼：氢气非常活泼，易燃、易爆。

氢的理化特性是氢高效安全的规模储运的重大技术挑战

氢的理化特性是氢高效安全的规模储运的重大技术挑战

GRIMAT知崇礼率止于至薯

公众号·氢能之家

1.氢储运技术挑战

现有氢储运技术对实现氢的高效安全储运皆有技术局限性

·技术成熟(≤70MPa)

高压储氢·体积能量低

高压储氢

储运氢方式·加氢站成本高·安全性受到关注

储运氢方式

·体积能量高

液态储氢·能效低·自挥发

液态储氢

·绝热系统复杂

·体积能量高

固态储氢·能效高·安全性好

固态储氢

氢储运目前以高压气氢为主要技术、液态和固态技术在推广中

GRIMAT知崇礼卑止于至善

公众号·氢能

1.氢储运技术挑战

Graphene碳纳米材料

Graphene

物理吸附储氢

MOF-5金属有机框架

MOF-5

固态储氢材料LaNisH?金属氢化物

固态储氢材料

LaNisH?

NaAlH?化学吸附储氢

NaAlH?

化学吸附储氢

NH?

NH?BH?

固态储氢材料包括物理吸附和化学吸附材料，具体包括：金属氢化物，化学氢化物，碳纳米材料等

GRIMAT知崇礼率止于至善

公众号·氢能

金

金属储氢

2.固态氢储运技术特点

Interareo

H?Gas

△Q

X/2H?+M?

PH2

Me-HydrideH?(liquid)H?(700bar)H?(1bar)

o

SolidMetal

MH

一高心

E

1.1×10°Hcm42×10Hcm32.3×10Hcm25.6×10°Hcm2Mg?NiHkLaNEHsH?(Uquid)H?(200bar)

固态储氢(1)储氢密度大：体积小；(2)压力低：安全性好；(3)释氢纯度高；(4)温度/压力与燃料电池高效匹配