高压气态储氢有哪几种类型？发展到现在到了什么阶段？

氢能源全产业链包括生产、储存、运输、应用等几方面，而决定氢能是否广泛应用的关键是安全可靠的储氢技术。

氢气储运是连接氢气生产端和需求端的关键桥梁，氢储运技术的发展水平直接影响着整个行业的进步。

在氢能的广泛应用中，高压气态储氢技术扮演着至关重要的角色，尤其是在燃料电池汽车领域，其地位更是举足轻重。

那么什么是高压气态储氢？

高压气态储氢有哪几种类型？

高压气态储氢发展到现在到了什么阶段？

缠绕气瓶试验方法及合格指标图源：特嗨氢能检测图片

高压气态储氢优点

高压气态储氢作为一种常见的储氢方式，具有多方面的优势，这些优势使得它成为了燃料电池汽车和其它氢能应用中的一个重要选项。以下是其主要的优点：

1、 较高的储氢密度尽管高压气态储氢的质量体积密度相比其他储氢方法较小，但它可以通过提高压力来增加单位体积的氢气密度，从而提高储氢效率。

2、较快的充放氢速度高压气态储氢具有较快的充放氢速度，这意味着它可以快速地补充氢气，这对于燃料电池汽车的日常使用非常有利。

3、 较低的能耗与液态储氢相比，高压气态储氢的能耗较低，因为它不需要将氢气冷却到极低的温度，这在一定程度上降低了能源消耗和运行成本。

4、 较广的温度适应性高压气态储氢能够在常温下工作，甚至在零下几十度的低温环境下也能正常运行，这使得它在各种气候条件下都能稳定地发挥作用。

5、较少受工作环境影响与其他储氢方式相比，高压气态储氢受工作环境的影响较小，这使得它更适合在不同的应用场景中使用。

高压气态储氢仍存在的问题

高压储氢技术虽然具有一些优势，但在实际应用中仍面临一些主要问题：

1、储氢效率问题：高压储氢的质量体积密度相对较低，这意味着在相同体积下，氢气的质量较少，这限制了其在需要大量氢气的应用中的使用效率。

2、安全性问题：由于氢气的爆炸极限较高，高压储氢系统需要严格的安全措施来防止氢气泄漏和爆炸的风险。此外，高压环境可能导致储氢容器的金属发生化学反应，即所谓的“氢脆”现象，这增加了系统的安全性风险。

3、存储密度和成本问题：为了提高氢气的体积能量密度，通常需要降低压力，但这会导致存储密度的提升存在边际递减的趋势，并且成本会大幅增大。例如，从35MPa的压力升级到70MPa，存储系统的容量虽然可以增加，但成本也会显著增加。

4、技术和监管要求：高压储氢技术对储氢瓶的材料和制造工艺有较高要求，这增加了生产成本。此外，储氢瓶需要定期进行自检和第三方检验，以确保其安全性和可靠性，这增加了维护成本和复杂性。

固定式储氢罐：目前，固定式储氢罐主要用于加氢站、制氢站。根据近期各省市出台的氢能规划政策，固定式储氢罐市场需求较大，但竞争对手较少，市场前景广阔。根据氢气加注压力，加氢站分为35MPa和70MPa两类。我国绝大多数在用或在建的是35MPa加氢站。为了适应燃料电池汽车供氢系统压力逐渐从35MPa增加到70MPa的需求，加氢站的加注压力提高到70MPa已到了十分紧迫的地步。随着氢能产业发展，加氢站、制氢站的建设增多，储罐需求也将增加，高压、高容量的储罐需求将逐步释放。

车载储氢气瓶：在高压储氢技术中，目前最为成熟且成本较低的技术是钢制氢瓶和钢制压力容器，但是钢制氢气瓶由于较高的重量，不适宜汽车用，因此车用高压储氢瓶的国际主流技术通过以铝合金/燃料作为内胆，外层则用碳纤维进行包覆（即所谓的Ⅲ型、Ⅳ型瓶），提升氢瓶的结构强度并尽可能减轻整体质量。国内车载储氢气瓶的企业较多，特别是Ⅲ型。随着氢燃料车的发展，车载储氢瓶是竞争最大的领域。

管束集装箱：现阶段，我国普遍采用20MPa气态高压储氢与管束集装箱运输的方式。在加氢站日需求量500kg以下，运输距离在200公里以内经济性较高。

高压气态储氢技术作为氢能产业链中的核心环节，其应用领域正不断拓展，不仅应用于氢能源汽车领域，还将逐渐拓展到电力、工业等领域，以满足日益多样化的能源需求。