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有觀點(diǎn)認(rèn)為，氫液化過程就是天然氣液化的升級(jí)版，在設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理上有諸多可借鑒之處；也有觀點(diǎn)認(rèn)為，氫液化技術(shù)比LNG復(fù)雜得多，二者鋪墊的產(chǎn)業(yè)鏈也不相同，可借鑒價(jià)值不大。

不久前，嘉化能源與浙能集團(tuán)分別簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》及《氫液化工廠合作框架協(xié)議》，合作開展氫能綜合開發(fā)利用，聯(lián)合建立商用氫液化示范工廠，并確保今年建成投產(chǎn)。

今年2月，鴻達(dá)興業(yè)與北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所全資子公司航天雷特機(jī)電簽署了《氫液化工廠設(shè)備建設(shè)項(xiàng)目合同》，共同推進(jìn)氫液化工廠設(shè)備建設(shè)項(xiàng)目。

各家企業(yè)在氫液化領(lǐng)域的密集布局表明，液氫的發(fā)展已然提速。

當(dāng)前的氫氣供應(yīng)模式中，高壓儲(chǔ)運(yùn)儲(chǔ)氫技術(shù)較為成熟，但與此同時(shí)，高壓氫氣密度較低，造成氫氣運(yùn)送效率低，最終造成氫氣成本居高不下。相較于高壓氫氣，低溫液態(tài)儲(chǔ)氫可以大幅提高氫氣密度，降低運(yùn)輸成本。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，氫液化技術(shù)將是解決氫大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的關(guān)鍵。

有資料顯示，液氫的制造儲(chǔ)運(yùn)與LNG相似，那么氫液化技術(shù)能否借鑒LNG（液化天然氣）工程經(jīng)驗(yàn)，LNG的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)又能否應(yīng)用到氫液化流程和未來的液氫工廠建設(shè)中？

預(yù)冷原理相近

張家港氫云新能源研究院院長(zhǎng)魏蔚告訴記者，液氫作為低溫液體的一種，其液化原理與LNG有相似之處，先預(yù)冷降溫再節(jié)流膨脹，且具有明顯的規(guī)模效應(yīng)。當(dāng)液氫生產(chǎn)規(guī)模超過10噸/天時(shí)，預(yù)冷方式不再采用液氮汽化，而是采用氮膨脹制冷循環(huán)或混合MRC制冷循環(huán)來直接預(yù)冷氫氣，并采用多級(jí)換熱器進(jìn)行冷能回收利用，工藝流程的優(yōu)化使得能耗比液氮預(yù)冷工藝顯著降低。

縱觀天然氣液化的技術(shù)發(fā)展過程，在5萬(wàn)方/天的規(guī)模時(shí)采用氮膨脹制冷循環(huán)，隨著液化規(guī)模的擴(kuò)大逐步發(fā)展成MRC混合工質(zhì)制冷循環(huán)。“因此可以將包括設(shè)備制造、工藝流程技術(shù)和工程建設(shè)在內(nèi)的液化天然氣工廠積累的成熟經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用借鑒到大規(guī)模氫液化工廠的建設(shè)中。”

思路經(jīng)驗(yàn)可借鑒

“液化天然氣和液氫都是低溫液體，區(qū)別在于兩者處在不同的溫度區(qū)間，氫液化需要更低的轉(zhuǎn)化溫度。在工藝流程上，氫液化的預(yù)冷與冷能回收工藝、冷箱設(shè)備、低溫液體儲(chǔ)存等，和液化天然氣有很高的相似度。”魏蔚指出，氫液化過程就是天然氣液化的升級(jí)版，預(yù)冷過程采用的氮膨脹或MRC混合工質(zhì)循環(huán)，都與天然氣液化工廠的工藝流程非常相似，在設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理上也有很多可以借鑒之處。

資料顯示，LNG和液氫的聯(lián)合生產(chǎn)已有先例，2001年日本首次利用LNG預(yù)冷及與空分裝置聯(lián)合生產(chǎn)液氫，由Hydro Edge Co.Ltd承建的LNG預(yù)冷的大型氫液化及空分裝置于2001年4月1日投入運(yùn)行。

“氫液化在某種程度上是采用類似大型的天然氣液化的流程，先把溫度降到-160℃，再進(jìn)一步進(jìn)行冷卻到到氫的沸點(diǎn)-253℃。”魏蔚進(jìn)一步表示，大規(guī)模氫液化步驟的前半段和天然氣液化是一樣的，所以天然氣液化給了氫液化非常好的借鑒。“就設(shè)備而言，雖然溫度差異較大，在材料上差異也較大，但是在結(jié)構(gòu)和原理上有很多相似之處。”

核心技術(shù)仍待獨(dú)立攻堅(jiān)

不過，北京航天試驗(yàn)技術(shù)研究所高級(jí)工程師楊申音卻持不同觀點(diǎn)。“氫液化技術(shù)不會(huì)太多借鑒LNG，因?yàn)長(zhǎng)NG這種程度的液化經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累已經(jīng)趨于簡(jiǎn)單化。從制冷原理的角度講，兩者的原理和基本思路雖然大同小異，但氫液化的技術(shù)比LNG要復(fù)雜得多。”楊申音表示。

“沒有必要借鑒，如果借鑒的話，就相當(dāng)于高端借鑒低端，沒有意義。如果從產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展的角度講，鋪墊的產(chǎn)業(yè)鏈也不太相似。”一位不愿具名的業(yè)內(nèi)人士向記者表示。

據(jù)了解，氫液化和LNG前期都是用液氮預(yù)冷，但在天然氣液化的基礎(chǔ)上，想把同樣的設(shè)備升級(jí)為可以匹配的液氫系統(tǒng)沒有可能性，因?yàn)檫@兩個(gè)系統(tǒng)量級(jí)相差很大，核心設(shè)備也有所差異。

“氫液化工藝流程的發(fā)展，液氫的規(guī)?；a(chǎn)和液氫工廠的建設(shè)，歸根結(jié)底還是需要自身技術(shù)的提高。”業(yè)內(nèi)人士告訴記者，LNG的確能在預(yù)冷階段為氫液化提供相似的原理和思路，但氫液化過程比LNG更為復(fù)雜，門檻更高。

“對(duì)LNG的工程經(jīng)驗(yàn)借鑒和聯(lián)合生產(chǎn)可取，但對(duì)氫液化來說更為關(guān)鍵的是核心設(shè)備技術(shù)的攻堅(jiān)。”上述業(yè)內(nèi)人士說。

編輯：陳丹  校對(duì)：楊東川  審核：楊東川

來源：中國(guó)能源報(bào)

注：文內(nèi)信息僅為提供分享交流渠道，不代表本公眾號(hào)觀點(diǎn)

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