不過，長時間來，液氫儲運的關鍵技術主要掌握在全球少數公司手上，氫液化工藝中涉及的核心設備——透平膨脹機，也只有少數公司可以制造。北京中科富海低溫科技有限公司（下稱“中科富海”）畢六十年低溫工程技術于一役，掌握了液氫制取、儲運與加注等方面核心工藝與技術，屬于上述“少數公司”中的一員，扛起了液氫制儲加核心裝備國產化的大旗。

 

 

中科富海裝備制造基地-超低溫科技園

 

60年大型低溫工程技術積累，成就液氫裝備先鋒

 

中科富海成立于2016年，是以中科院理化所兩代院士、四代人歷經六十年形成的大型低溫工程技術成果為核心而成立的高技術公司，致力于開發20K-2K溫區大型低溫制冷裝備與氣體工程，首次在國內成功開發40L/h70L/h/400W/500W/850W/1kW/2kW/4kW等系列化成套低溫裝備，其透平效率≥70%，技術指標達到國際先進水平，為中國低溫產業發展奠定了基礎。

 

基于其在低溫領域的核心技術優勢，同時為打破國外壟斷、提高我國液氫生產能力，中科富海聯合中科院理化所自2019年至今先后投入300kg/D、1.5T/D、5 T/D、10 T/D成套氫氣液化裝置的開發，在國家科技重大研究計劃等支持下，致力突破高速氫透平膨脹機、正仲氫轉化技術、超低漏率板翅式換熱器、系統集成智能調控等自主知識產權核心關鍵技術，逐步實現成套裝備國產化。

 

目前，中科富海在安徽、重慶、廣東等多地規劃大型液氫工廠落地項目，總投資額超過10億元。以下是公司1.5-30T/D液氫示范項目建設進展：

 

1.5TPD：中科富海首套1.5噸/天液氫工廠即將于2021年底在安徽調試運行，預計年產液氫500噸。其已與加拿大簽訂具有完全自主知識產權的1.5噸/天氫液化設備銷售合同，這是我國大型氫液化設備首次出口海外市場，具體將于2022年初發貨。

 

5TPD：2020年中科富海作為牽頭單位聯合9家國內優勢單位，承擔國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術重點專項”——液氫制取、儲運與加注關鍵裝備及安全性研究項目，旨在構建5噸/天全國產化液氫制取、儲運、加氫安全性關鍵技術與裝備創新鏈，目前已完成液氫工廠設計進入攻關階段，預期2023年實現國產首臺套液氫工廠與液氫加氫站示范運行。

 

10-30TPD：此類大型氫液化項目中科富海也正在進一步規劃實施當中。

 

擁有液氫關鍵技術與裝置的基礎上，中科富海去年年底還牽手美錦能源，在山西轉型綜合改革示范區晉中開發區開展氫液化、液氫儲運、加注、應用等全產業鏈示范項目。同時公司還可以提供液氫儲運關鍵設備，包括液氫移動儲罐、液氫固定儲罐、液氫杜瓦等。

 

在中國爭取2060年前實現碳中和的目標號召，以及液氫重要性日漸凸顯的背景下，中科富海通過積極布局氫能產業，并快速取得一系列成果，奠定了自身在液氫制取、儲運與加注等液氫應用核心領域的行業領先地位。

 

2018年中科富海作為第二獲獎單位榮獲北京市科學技術二等獎；2020年中科富海成功入選工信部工業企業知識產權運用試點企業；2021年中科富海成功入選北京市2021年度第一批專精特新“小巨人”企業、國家第三批專精特新“小巨人”企業等。這都是行業內外對中科富海帶動國內液氫產業跨越式發展的認可，也是其實力的有效證明。

 

液氫經濟性顯著，為相關裝備國產化扛旗

 

液氫優勢明顯，相對其它運輸方式，具有高儲運密度、高運輸效率和適合長距離運輸等特點。不過，氫氣液化成本、儲運成本會相對偏高。中科富海在整個過程中是如何進行成本管控？

 

中科富海表示，氫能的規模化應用主要是要解決經濟性問題，氫能的經濟性重點在解決氫能的大規模儲運問題。而液氫儲運可有效降低氫能“制-儲-運-用”產業鏈綜合用氫成本。液氫密度約為氣態氫800倍，質量儲氫密度大于10%，液化氫氣純度等級在6N以上，因此液氫具備很好的經濟性、高效性與安全性。

 

綜合比較，雖然液氫在液化過程中會增加10-15kW.h/kg的能耗和一定的固定投資，但由于液氫在儲存和運輸方面具有顯著經濟優勢，運費是高壓氣態運輸成本的十分之一左右；大規模應用端液氫的固定投資和運營成本也遠小于高壓氫。因此，液氫整體成本遠低于高壓氣氫，并且儲運規模更大，效率更高。未來，氫能實現規模化應用，氣氫綜合成本隨用氫規模線性增加，而液氫儲運成本將有望進一步降低，其經濟性優勢將更加突顯。

 

“國外歐美日等國家已建立大型液氫工廠，全球液氫總產能在470T/D，其經濟性已有驗證。我們致力于自主開發國產化大型氫液化裝備，力求核心關鍵部件與整套裝備進一步提高效率，降低能耗。未來，10噸以上的成套設備能耗將低于8kWh./kg。”中科富海表示。

 

從加氫站角度看，液氫儲運加氫站設備占地小，布局緊湊，整體占地將比高壓氣態加氫站小1/3以上，就我國目前加氫站用地成本計算將節省大量投資。

 

以國外經驗為例，加氫能力400kg/D以上的同等規模加氫站，液氫加氫站的設備投資比高壓氣態加氫站低17%-20%左右。運行成本方面，因為液氫由液氫增壓泵增壓且無需額外加注預冷裝置，其運行能耗是高壓氣態加氫站的1/4左右；運營頻次是高壓氣氫的1/10；而且液氫加氫站設備維護簡單，人員要求不高，相比高壓氣態加氫站可減少一半運營人員，綜合運營成本可大大降低。

 

中科富海認為，液氫儲運型加氫站是氫能在交通領域大規模應用的重要載體。目前氣氫加氫站供氫能力400-500kg/D，隨著用氫規模增大，未來加氫站需求大于2噸/天，液氫儲運型加氫站將成為發展的主流，且將具備氣態和液態兩種加注方式，以滿足液氫重卡方面的加注需求。

 

液氫將在未來3-5年迎來快速發展

 

液氫是未來氫能源大規模應用的重要解決方案，不過目前液氫的應用還存在一定的限制因素。

 

“液氫技術的發展應用在國內還剛剛起步，由于低溫技術門檻較高，國內液氫核心關鍵技術、成套裝備、加氫站核心設備產品尚不成熟，大多依賴進口，嚴重制約著我國液氫的發展與應用。”中科富海表示，同時液氫相關的標準、法規政策與應用經驗比較缺乏，尚需各部門共同努力建立相關標準和法規，以及推廣液氫在能源、化工、冶金等領域的示范應用。

 

可喜的是，國家科技部已經連續三年發布液氫相關的重點研發計劃項目，各地政府和企業也在積極結合當地資源推進液氫項目產業落地。今年5月，市場監管總局（國家標準委）發布三項液氫國家標準：GB/T40045-2021《氫能汽車用燃料液氫》、GB/T40060-2021《液氫貯存和運輸技術要求》、GB/T40061-2021《液氫生產系統技術規范》，并在11月1日正式實施，使液氫民用有標可依。

 

這一系列措施說明，國家、地方和企業已經充分認識到液氫在氫能產業發展中的重要地位并在加快實施推進。

 

“隨著越來越多的液氫示范項目落地，以及相關標準和政策法規的陸續出臺與不斷完善，液氫產業將在未來3-5年內迎來快速發展時期。我們中科富海致力成為中國首家具有自主知識產權的大型低溫裝備、綜合解決方案供應商，為中國液氫應用的發展從技術與裝備角度打好‘攻堅戰’。”中科富海表示。

 

中科富海在2020年底成功完成A輪融資，目前正在進行B輪融資，總融資額數億元。中科富海表示，未來將致力推動我國深低溫制冷技術的產業應用，讓國家的戰略資源、工業氣體、綠色低溫環境保障自主可控，為保障我國航天航空發射、實現氫能規模化應用與碳中和目標提效降本。

 

隨著B輪融工作啟動，以及在氫液裝備領域的大力投入，中科富海距進一步突破系列卡脖子技術，成就惠及社會、推動液氫大發展的中國低溫夢想近了一步。而中國液氫產業在中科富海這類優勢企業的加持下，有望快速邁入發展新階段。