1、 中国氢液化、储运技术及应用 发展研究报告（2023）中国制冷学会组织编写中国制冷学会组织编写 2023 年 9 月 中国制冷学会 I 编写委员会编写委员会 主编：主编：罗二仓 副主编：副主编：厉彦忠、邱利民、公茂琼、杨思锋、沈全锋、王维民、林云珍、荆华乾 编者：编者：伍继浩、刘玉涛、李水华、胡忠军、谢秀娟、谭宏博、熊联友、江 蓉、邹爱红、董学强、杨少柒、吕 翠、李山峰、马军强、安 刚、蒲 亮、张财志、文 键、王 磊、蒋尚峰、雷 刚、陈建业、杨燕梅、段志祥、潘勤彦、陈 宇、谭海龙、肖赞山、程 香、高婉丽、王 遥、苏嘉南、黎迎晖、肖建伟、邱一男、邱小林、曹田田、邵双全、朱伟平、王昊成、王金阵、杜

2、廷召、赵国君、王云鹏、张晓宁、苏 谦、余海帅 中国制冷学会 II 序 言 当前，世界进入百年未有之大变局，我们身处在一个全球气候变化和环境污染问题日益严重的时代，减少碳排放和寻找可持续的能源发展之路已成为当务之急。2020年9月22日，习近平总书记代表中国政府在第75届联合国大会上正式向国际上提出了我国碳减排的“双碳目标”，即2030年之前实现碳达峰、2060年之前实现碳中和。为了实现这一宏伟目标，需要我们在能源生产、输运和利用方面进行全面的技术革新和改革。其中，构建基于风光-电-氢等为主的清洁能源供给体系已逐步形成共识。氢在常温下是一种无色无味的可燃气体，无论是直接燃烧产生热能还是通过电化学

3、燃料电池发电，其产物都是人类所处大自然环境里最环保、最廉价的水。但是气态氢的能量密度较低，远低于当前的柴油、汽油等液态燃料，将其液化后将极大地增加其单位体积能量密度，因此，在构建电-氢能源供给以及使用系统中，氢的液化储存和储运技术将会是制氢-储氢-用氢技术链条中十分重要的技术途径。在这个背景下，中国制冷学会于2022年成立了“氢液化、储运及应用技术工作组”，旨在搭建学术交流和产业发展交流平台，推动我国在相关领域的学科、技术以及产业发展。作为工作组的任务之一，将不定期组织业界专家编辑梳理此领域内的技术进展、产业发展以及国家地方政策、法律法规等，以供各界参考使用。在本次编著中，我们邀请了众多在该领

4、域的知名专家，他们为此付出了艰辛的努力，将他们的专业知识和经验汇聚在这本书中，以飨读者。他们的贡献不仅有助于我们深入了解国内外氢液化、储运技术的最新研究成果和国内外发展规划、政策等信息，也将为该领域的发展提供了强大的动力。在此，我代表编写组向所有参编专家表示最诚挚的感谢，他们的努力和奉献使得这本书得以顺利出版。同时，我们也欢迎广大读者对本书提出宝贵的批评和建议，希望通过大家的共同努力，推动氢液化、储运技术及其应用领域的研究和应用不断向前发展，希望本书能为实现国家的双碳目标提供有益的参考和启示。由于编写时间仓促，书中肯定存在不准确、不完善之处，敬请读者批评指正。中国制冷学会 III 目 录 目

5、录 1 引言引言.1 2 术语和符号术语和符号.3 3 氢能发展趋势与中国低碳能源体系建设氢能发展趋势与中国低碳能源体系建设.5 3.1 国内外氢能发展进程.5 3.1.1 国外氢能发展现状.5 3.1.2中国氢能发展现状.15 3.2 氢能是构建低碳能源体系的重要方向.28 3.2.1 氢能在低碳能源生产转化体系的重要作用.29 3.2.2 氢能是低碳能源输送体系的重要组成.31 3.2.3 氢能是低碳能源消费体系的重要渠道.34 3.3 中国发展氢能产业的优势.38 3.3.1 绿氢生产的规模化发展道路.38 3.3.2 氢能转化贮存输运产业的基础雄厚.39 3.3.3“双碳”目标驱动氢能

6、应用产业的崛起.40 3.3.4 政府、资本、科技联动促进氢能繁荣.42 4 氢液化、储运技术及应用产业发展与相关政策氢液化、储运技术及应用产业发展与相关政策.45 4.1 产业发展现格局及方向.45 4.1.1 国外液氢产业格局及方向.45 4.1.2 国内液氢产业格局及方向.51 4.2 产业政策现状与趋势.62 4.2.1 国外产业政策现状与趋势.62 4.2.2 国内产业政策现状与趋势.70 5 氢液化、储运技术的发展氢液化、储运技术的发展.83 5.1 基本原理.83 5.1.1 氢液化与储运系统的工作原理.83 5.1.2 关键技术与主要指标.91 5.2 大型氢液化技术与装备.9

7、7 5.2.1 大型氢液化技术及发展.97 5.2.2 大型氢液化系统的关键设备.100 5.3 液氢储运技术及装备.127 5.3.1 液氢储运技术的发展.127 5.3.2 液氢储运关键装备.133 5.4 液氢加氢技术与基础设施.138 中国制冷学会 IV 5.4.1 液氢加氢关键技术.138 5.4.2 液氢加氢基础设施.142 6 氢安全风险评估与预防技术氢安全风险评估与预防技术.148 6.1 低温氢储运的安全风险.148 6.2 低温氢加注过程的安全风险.152 6.3 低温氢的安全风险及评估方法.154 6.3.1低温氢的安全风险.155 6.3.2安全风险评估方法.158 6

8、.3.3小结.162 6.4 液氢的生产过程安全操作规程.163 6.4.1液氢生产系统的设置.163 6.4.2氢液化装置.164 6.4.3液氢转运加注及贮存.165 6.4.4辅助设施安全规程.165 6.4.5液氢生产过程的系统安全及技术要求.169 6.5 低温氢主动安全预防及防护技术.172 6.6 低温氢被动安全预防及防护技术.179 7 氢液化、储运技术应用典型案例氢液化、储运技术应用典型案例.188 7.1 氢液化应用案例.188 7.1.1 氢液化技术应用案例.188 7.1.2 案例总结.202 7.2 液氢储运技术应用案例.203 7.2.1 液氢储存技术应用案例.20

9、3 7.2.2 液氢运输技术应用案例.210 7.2.3 液氢输配技术应用案例.214 7.3 液氢加氢技术应用案例.215 7.3.1 北京航天试验技术研究所内液氢加氢示范站.215 7.3.2 浙江石油虹光(樱花)综合供能服务站.218 7.3.3 液氢高压泵典型案例.219 8 中国氢液化、储运产业及应用发展路线图中国氢液化、储运产业及应用发展路线图.223 8.1 总体发展目标.223 8.1.1 氢液化、储运产业近期发展目标.223 8.1.2 氢液化、储运产业中期发展目标.223 8.1.3 氢液化、储运产业远期发展目标.224 8.2 中国氢液化产业发展路线图.224 8.2.1

10、 氢液化产业发展简况.224 8.2.2 氢液化产业发展目标.225 中国制冷学会 V 8.2.3 氢液化产业发展关键技术探索.226 8.3 中国液氢储运产业发展路线图.227 8.3.1 液氢储运产业发展简况.227 8.3.2 液氢储运产业发展目标.229 8.3.3 液氢储运产业发展关键技术探索.229 8.4 中国低温高压储氢产业发展路线图.230 8.4.1 低温高压储氢产业发展简况.230 8.4.2 低温高压储氢产业发展目标.231 8.4.3 低温高压储氢产业发展关键技术探索.231 8.5 氢应用产业发展路线图.232 8.5.1 全球液氢应用产业发展总体现状及趋势.232

11、 8.5.2 高纯氢消费产业.233 8.5.3 储能介质消费产业.235 8.5.4 终端能源消费产业.237 8.6 政策与标准体系保障.241 8.6.1 氢液化、储运及应用标准化现状.241 8.6.2 氢液化、储运及应用标准化发展目标.243 8.6.3 氢液化、储运及应用标准化发展重点.246 9 中国氢液化、储运产业发展行动倡议中国氢液化、储运产业发展行动倡议.248 9.1 把握氢能发展方向，引领未来液氢重点发展领域.248 9.2 突破液氢关键技术问题，实现液氢技术及装备国产化.249 9.3 建立建全液氢储运标准体系，助力液氢产业健康、快速发展.251 9.4 结束语.25

12、1 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）1 1 引言 1.1 编制目的和适用范围 1.1.1 编制目的 在“双碳”目标背景下，中国能源结构将由化石能源为主转变为可再生能源为主，由于可再生能源具有能量密度低、间歇性和不稳定性等缺点，因此对能量储存的需求很高。氢的来源广泛，且具有清洁、高效、能量密度高、能源形态易于转换等特点，是一种储能的重要形式和载体。因此，氢能为实现“双碳”目标提供了一条重要的技术路径，已被纳入国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要，是未来国家能源体系的重要组成部分，是战略性新兴产业的重点方向。本蓝

13、皮书结合国内外氢能发展现状，着重阐述氢液化、储运技术及应用的发展进程，通过分析氢液化、液氢储运、液氢加氢的多个案例，总结出氢液化、储运技术的特点及优势，旨在为中国氢能产业的发展提供技术参考。1.1.2 适用范围 行业内相关的管理人员、科研人员、研发人员、工程技术人员、产品制造商等。1.2 主要编制依据 1 发改委、国家能源局，能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)，2016 2 财政部、工业和信息化部、科技部发展改革委等，关于开展燃料电池汽车示范应用的通知，2020 3 国务院，中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，2021 4 国务院，2030前

14、碳达峰行动方案，2021 5 国家发改委、国家能源局，氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)，2022 6 国家发展改革委、国家能源局等9部门，“十四五”可再生能源发展规划2022 7 GB/T 40045-2021氢能汽车用燃料液氢 8 GB/T 40060-2021液氢贮存和运输技术要求 9 GB/T 40061-2021液氢生产系统技术规范 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）2 10 GB/T 34584-2017加氢站安全技术规范 11 GB/T 34583-2017加氢站用储氢装置安全技术要求 12

15、 GB/T 30719-2014液氢车辆燃料加注系统接口 13 GB/T 29729-2013氢系统安全的基本要求 14 GB 50516-2010加氢站技术规范 15 GJB 2645 A-2019液氢包装贮存运输要求 16 GJB 5405-2005液氢安全应用准则 1.3 编制原则 本蓝皮书的编写注重内容、文字的准确性和完整性，以客观数据为依据，本蓝皮书以氢液化、储运技术及应用为视角，编者首先梳理当前国内外氢能发展趋势与中国低碳能源体系建设的关系，继而研究氢液化、储运技术及应用产业发展与相关政策，通过分析典型案例，探索我国氢液化、储运产业及应用的发展路线，最后提出本行业发展的行动倡议。蓝

16、皮书的编写力求客观、专业、公正，同时结合国际化视野与本土化实践，并拓展技术的覆盖面和代表性。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）3 2 术语和符号 LH2：液态氢 CNG：Compressed Natural Gas，压缩天然气；M-H：活性络化物；O-H2：正氢；P-H2：仲氢；y：液化率，液化部分的气体质量与循环总质量流量之比；hs：绝热效率，%；L：膨胀机做功能力，kW；h1：膨胀机进口焓，kJ/kg；h2：膨胀机出口焓，kJ/kg；C1：膨胀机进口速度，m/s；C2：膨胀机出口速度，m/s；Db：圆筒内经，mm

17、；C：壁厚附加量，mm；St：圆筒壳体计算壁厚，mm；DN：公称直径，或者使用管道外径，mm；L：管系总变形量，mm；U：管系两固定点之间直线距离，mm；K：催化剂反应速度常数，kmol/ls；G：待处理的氢流量，kmol/s；Vc：催化剂的体积，L；x0：反应前正氢的摩尔百分数，%；x：反应后正氢的摩尔百分数，%；xe：反应温度下平衡氢中正氢的摩尔百分数，%；V0：反应条件下气体的体积流量，m3/h；：催化剂孔隙度，%；VR：催化剂的体积，m3；Sv：空速，次/秒；T：温度，K；p：工作压力，Pa；中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研

18、究报告（2023）4 p0：大气压力，101325 Pa；Q：反应条件下转化热，kW；m：催化剂孔质量，kg；CP：催化剂比热，kJ/kg K；T：催化剂温度升高，K；m0：转化部分的正氢质量流量，kg/s；?：单位质量的正仲氢转化热，kJ/kg；n：转速，转/分钟；H：扬程，m；Q：流量，m3/s；：角速度，1/s；r2：出口叶轮半径，m；b2：出口叶轮宽度，m；中国制冷学会 色无化工泛的近平于放特低碳引领为能到液J/kg燃烧因此技术这种3.13.1.放特3 氢是宇宙无味极易燃工原料，在的应用，同平同志在第2030 年前达特性，氢能碳能源体系领、技术创能量载体，液态氢(LH2g，约为汽油烧产

19、物是水此需不断提术要求高，种超低温环国内外氢.1 国外氢能氢能是 2特性，氢能中国氢中国氢液液氢能发宙中含量最丰燃烧且难溶于在合成氨、石时，它也是第七十五届联达到峰值，能作为清洁、系建设中将发创新革命、产液氢是一种2)，液氢的油的 3 倍。水，没有环境提高液化氢的在-250 之环境的技术。氢能发展进能发展现状 1 世纪最具能有“灰氢”、液液化、储运化、储运技技展趋势丰富的元素于水，是世石油化工、是重要的二联合国大会努力争取、低碳、高发挥重要作产业扶持培种较好的贮的密度约为。液氢通常境污染问题的效率。液之下才会保目前液氢进程 具发展潜力的“蓝氢”和“图 3-1 氢技技术及应用术及应用发发5 势与

20、中国素。两个氢世界上已知冶金工业二次清洁能源会一般性辩2060 年前高效、灵活作用。政府培育等措施贮存方式。常为 70.8 kg/m常被作为火题。液氢的液氢能量密保持液态，氢的主要用途的清洁能源“绿氢”之分氢能分类图发发展研究报告展研究报告低碳能原子构成氢的密度最小、玻璃制造源。2020 年论上宣布：前实现碳中和且应用场景、企业和市，多方发力常压下氢气m3。单位质箭发动机或推广应用，度比高压气液氢的核心途仍是作为源。根据制氢分，如图 3-(按照碳排放（2023）（2023）能源体系氢气分子，小的气体。造、电子工年 9 月 22日中国二氧和。由于氢景多样的能市场等多方力促进氢能气在 20.268

21、 K质量氢的热或其他交通取决于液气态氢高，心技术是如为运载火箭的氢工艺的生1 所示。放)系建设 常温常压下氢气是重要工业等领域有日，国家主席氧化碳排放力氢燃烧的零碳能源载体，将方通过政策指能快速发展。K(-252.8 热值为 1.43通工具的燃料液氢生产成本但液氢储存如何获得和保的推进剂。生产原料和碳下无要的有广席习力争碳排将在指导。作)得*108 料，本，存的保持 碳排中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）6 基于天然气、煤等化石能源制取和工业副产等途径获得的氢气，由于工艺过程伴有大量的二氧化碳排放，被称为灰氢，约占目

22、前全球氢气产量的 95%。蓝氢制取是基于灰氢制取工艺，结合二氧化碳捕集、利用和封存(Carbon Capture,Utilization and Storage,CCUS)技术，实现碳基燃料制氢的碳固定。尽管蓝氢制取的碳排放可减少约 90%，但 CCUS 需要专门的设备、消耗额外的能源，并且固定封存需要特有的条件，需要政府、企业和社会付出巨大的代价方能取得显著的发展。近年来，基于可再生能源的制氢工艺备受关注，特别是清洁电力电解水制氢，真正实现氢制取的零碳排放，获得的氢气被称为绿氢。随着我国能源结构的调整，到 2030年我国非化石能源消费比重达到 25%左右，可再生能源应用比例显著提高，这为绿氢

23、制备创造机遇，使绿氢发展成为构建安全高效、清洁低碳能源体系的最有效途径之一。能源体系脱碳化发展、减少碳排放是应对全球气候变化的关键，大力发展氢能将成为全球低碳发展的重要途径。美国、欧盟、日韩等主要经济体都布局氢能产业发展规划、推动氢能技术研发和产业化，抢占氢能产业竞争领域制高点。3.1.1.1 美国氢能发展 美国从 1970 年代就开展了氢能领域研究，在制氢、储氢、输氢、燃料电池、储能、相关安全环保事项、相关标准等领域技术储备雄厚。美国是世界最大的氢气生产国和消费国之一。每年的氢气消耗量超过 1100 万吨，占全球需求的13%，主要用于炼油和合成氨。目前美国的氢气主要由天然气重整制取(约 80

24、%)，其次是石油炼化工业的副产氢。2002 年后美国陆续出台国家氢能发展路线图氢立场计划等政策，并在加州等地试点积极推进氢能产业的发展。2020 年美国能源部发布氢能项目计划，提出美国长期氢能研究、开发和示范的总体战略框架明确了氢能发展的核心技术领域、需求和挑战及研发重点，设定了2030 年氢能发展的技术和经济指标。为了确保氢能领域的领先地位，美国重视培育氢能产业链关键技术，涉及氢气的生产、储运、燃料电池制造、燃料电池汽车及加氢站基础设施等，在未来工业、交通运输、电网储能、供热发电等领域都将发挥重要作用。美国在氢燃料电池汽车市场、加氢站利用率等方面处于中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展

25、研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）7 全球领先水平。目前美国在氢能及燃料电池领域拥有的专利仅次于日本，美、日两国在质子交换膜燃料电池、燃料电池系统、车载储氢三大领域技术专利数量占全球的一半；美国液氢产能和燃料电池乘用车保有量全球第一。美国全年液氢市场需求量的 14%被用于 FCEV。美国拥有世界最大的燃料电池叉车企业Plug Power，目前有燃料电池叉车 2万多辆。美国加氢站和氢燃料电池汽车主要集中在加州。截至 2022 年 5 月，美国加州开放/规划中的加氢站共 107 座，其中在营加氢站 53座。2022年 6月，美国能源部启动了大型区域性清洁氢能中心

26、(H2 Hubs)建设的计划。美国总统授权美国能源部利用国防生产法(DPA)加速包括电解槽、燃料电池和铂族金属在内的五项关键能源技术的生产，以加快清洁能源经济的发展。3.1.1.2 欧盟氢能发展 欧盟积极推动应对全球气候变化事业的发展，坚定推动清洁能源战略，呼吁各成员国将氢能列入国家能源与气候发展的中长期目标规划，多数成员国已明确了氢能发展路线。欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要保障，充分利用自身在风力和光伏发电等可再生能源利用领域优势，借助完善的可用于氢能运输的天然气基础设施，在制氢、储运氢、氢利用和燃料电池等领域均取得显著进展，形成完整的产业链，正积极进行商业化探索。欧洲氢能源发展政策

27、规划从 2003 年开始起步，2003 年欧盟 25 国开展了合作研究 European Research Area(ERA)的项目，设立欧洲氢能和燃料电池技术研发平台，并且重点攻关氢能和燃料电池领域的关键技术。2007 年，欧盟委员会提出欧盟战略能源技术行动计划，将燃料电池和氢能作为重点支持的关键技术领域，加速欧盟低碳能源体系转型升级。2013 年，欧盟在氢能源和燃料电池产业投入 220 亿欧元，大力促进欧洲氢能源行业的发展;2019 年，欧洲燃料电池和氢能事业联合组织发布了欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展路径，提出大规模发展氢能是欧盟实现脱碳目标的必由之路，计划到 2050 年欧洲

28、能生产约 2250 太瓦时当量的氢气，氢能源产值预计达到 8200亿欧元。2020 年 6 月德国发布了国家氢能战略，规划了德国未来氢能的生产、运输、使用和再利用等技术创新和资金投入等，保障不断提高可再生能源比例的德国能源供应系统安全性、经济性和气候友好性。目前欧洲的氢能研发应用取得突破，2018 年 6 月，世界第一辆氢中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）8 动力列车在德国北部试运行；2019 年欧盟使用了约 970 万吨氢气用于炼油和化工行业，氢气主要来源于天然气和炼油厂、石化行业的副产品。2020 年，欧盟发布了

29、气候中性的欧洲氢能战略，宣布建立欧盟清洁氢能联盟，制定了分三个阶段推进氢能发展的路线图。第一阶段(到 2024 年)，安装至少 6 GW 的可再生氢电解槽，产量达到 100 万吨/年；第二阶段(2025-2030 年)，安装 40 GW 的可再生氢电解槽，产量达到 1000 万吨/年，成为欧洲能源系统的固有组成部分；第三阶段(2030-2050 年)，可再生氢技术成熟并大规模部署，覆盖所有难以脱碳的行业。目前，全球至少 14 个国家发布了氢能相关的政策，除了日本韩国之外，美国、英国、俄罗斯等国家发布了多项氢能相关政策。国外氢能政策盘点如表3-1所示。表 3-1 国外氢能政策盘点 序号序号 国家

30、国家 政策名称政策名称 主要内容主要内容 发布时间发布时间 发布机构发布机构 1 日本 日本再振兴战略 明确提出推动家庭用燃料的普及，并从 2015年起逐渐将大量燃料电池车导入市场。2013年 日本政府 2 能源基本计划 把氢气作为未来二次能源的核心位置。2014年 日本政府 3 氢能与燃料电池战略路线图(2014)第一阶段：2020 年前将日本户用燃料电池装机量提高到140万台；第二阶段：2020-2030 年海外购氢价格降至 30 日元/立方米；第三阶段：全面实现零碳排放的制氢、运氢、储氢。2014年 日本氢能、燃料电池战略协会 4 氢能与燃料电池战略路线图(2016)全面加速氢燃料电池使

31、用，修订了技术标准与国际接轨。2016年 日本经济产业省 5 氢能源基本战略 2030 年氢燃料电池商业化发电量达 1 GW，成本控制在17 日元/千瓦以内。2050 年2017年 日本政府 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）9 燃料电池汽车全面普及，燃油车停售，发电容量增至15-30 GW，成本降低到 12日元/千瓦时。6 氢能与燃料电池技术开发战略 技术开发战略重点锁定在燃料电池、氢制备与储运及氢燃料发电相关行业。2019年 日本政府 7 氢能与燃料电池战略路线图(2019)确定了燃料电池、氢能供应链、电解水制氢

32、 3 大技术领域 10个重点项目研发。2019年 日本经济产业省 8 绿色成长战略 到 2030 年将供给成本降至30 日元/标方；到 2050 年，实现氢气发电成本低于天然气火电成本；2030 年氢气供给量最大达到 300 万吨；2050 年氢气供给量达 2000万吨。2020年 日本经济产业省 9 韩国 氢能和新可再生能源经济的总体规划 到 2020年生产 200万辆燃料电池汽车 2005年 韩国贸易、工业和能源部 10 可再生能源配额标准方案 电力必须有 2-5%来自可再生能源，如果是燃料电池，比例要翻倍。2012年 韩国政府 11 新能源汽车规划 计划建设 80 座加氢站，新能源汽车保

33、有量超 100万辆。2015年 韩国政府 12 韩国 2020 年加氢站规划 到 2020年韩国将建成 310座加氢站。2018年 韩国政府 13 2030 年氢能社会 韩国在 2030 年进入氢能社会，建成加氢站 520 座，氢能汽车占比达 10%。2018年 韩国政府 14 氢能经济活性化路线图 2040 年氢燃料汽车累计产量增至 620 万辆，氢燃料电池充电站增至 1200个。2019年 韩国政府 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）10 15 绿色船舶 K计划 到 2030年前建成大量供应氢燃料的设施。2020

34、年 韩国政府 16 促进氢经济和氢安全管理法 法规针对促进氢经济的促进体系、育成氢专门企业、试点项目的实施等多方面进行规划。2020年 韩国政府 17 氢能领先国家愿景 计划争取可再生氢的年产量在 2030 年和 2050 年分别达到 100 万吨和 500 万吨，并将氢气自给率升至 50%。此外，韩政府还计划扩充氢能充电站等基建设施，并发展30家跨国氢能企业。2021年 韩国政府 18 美国 纽约州燃料电池补贴政策 计划委租赁或买卖新能源车提供 2000美元的补贴，包括氢燃料电池车。2016年 纽约州政府 19 美国氢经济路线图执行概要 2022 年底细分氢气市场总量达 1200万吨，实现氢

35、燃料电池车保有量达 50000 辆，氢能物料搬运车 50000 辆。2025 年，氢 能 需 求 总 量1300 万吨，物料搬运领域实现 125000辆氢燃料车投运，各类氢燃料电池车 20万辆。2019年 美国燃料电池和氢能源协会 20 美国氢经济路线图减排及驱动氢能在全美实现增长 全美氢需求量将快速拉升。所有这些应用所需的氢到2030 年可能达到 1700 万吨，到 2050 年达到 6300 万吨。2020年 美国燃料电池和氢能源协会 21 氢能计划发展规划 电解槽成本降至 300 美元/千瓦，运行寿命达到 8 万小时；车载储氢系统成本在能量密度 2.2 千瓦时/千克，储2020年 美国能

36、源部 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）11 氢罐用高强度纤维成本达到13美元/千克。22 储能大挑战路线图 氢储能作为一种重要的储能技术被提及。2020年 美国能源部 23 燃料电池电动卡车：加州及其他地区货运活动的愿景 到 2035 年建成 200 个加氢站，7 万辆氢能重卡上路。2021年 美国加州电池伙伴关系组织 24 英国 能源白皮书 到 2030年建设 5 GW低碳氢产能，投资 10 亿英镑促进氢能等清洁能源研发。2020年 英国政府 25 苏格兰政府氢能政策陈述 未来 5 年氢能行业获得 1 亿英镑资助

37、，苏格兰成为领先的氢能国家，到 2030年生产5 GW 的低碳氢，2045 年氢能带来 250 亿英镑的经济价值。2020年 苏格兰政府 26 泰晤士河河口氢路线图 确定了存在需求、供应、分销和储存机会的方方面面，汇总了投资市场的各项要求并对投资集群进行准确定位，与主要利益相关者建立了广泛的关系。2021年 泰晤士河河口增长委员会 27 国家氢能战略 到 2030 年，氢将在英国化工、炼油厂和重型运输等行业发挥重要作用；到 2050年，英国 20-35%的能源消耗将以氢为基础，最终为英国2035 年 减 少 78%排 放 和2050 年近零排放作出重要贡献。2021年 英国商务能源与产业战略部

38、 28 法国 面向能源变革的氢能发展规为了实施氢能计划，法国环境与能源管理署最初将投入2018年 法国生态和联合转型部 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）12 划 1 亿欧元用于首次在工业、交通和能源领域部署氢能。29 国家氢计划 拟在 10 年内向氢能研发和相关工业投入 72 亿欧元，将法国打造为全球氢能经济的重要参与者。到 2030年，法国通过可再生能源与核能制得“清洁氢气”的产能要达到 60万吨。2020年 法国政府 30 俄罗斯 俄罗斯氢能战略路线图 计划 2024年前在俄罗斯境内建立一个全面涉及上下游的氢能

39、产业链。2020年 俄罗斯能源部 31 2024 年前俄罗斯联邦氢能发展行动计划 成立俄罗斯联邦氢能开发部门间工作组；实施氢能领域的优先试点项目；完善法律法规基础和国家标准化体系。2020年 俄罗斯政府 32 俄罗斯氢能产业发展规划 建成及生产、出口为一体的氢能项目产业集群，在俄罗斯推广氢能。预计到 2024年氢气供应量达 20 万吨，2035 年达 200 至 1200 万吨，2050 年达 1500 至 5000万吨。2021年 俄罗斯政府 33 德国 德国国家氢能战略 至少投入 90 亿欧元发展氢能，2030 年前到电解绿氢产能提高至 5 GW，2040 年达到 10 GW。2020-2

40、023 年，能源与气候基金将提供 3.1亿欧元用于绿氢研究。2020年 德国政府 34 挪威 挪威氢能路线图 到 2050年，挪威将建立一个生产和使用氢气的市场，在2025年前在海上运输领域建2021年 挪威政府 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）13 立 5个氢气中心。35 西班牙 西班牙氢能路线图 未来 10年，将向氢能领域投资 89亿欧元，25%的绿氢用于工业领域，至少建设 100座加氢站。2020年 西班牙政府 36 澳 大利亚 澳大利亚国家氢能战略 确定了 15 大目标和 57 项行动，将澳大利亚打造为三大

41、氢能出口基地，在氢安全、氢经济和氢认证方面做到全球领先。2019年 澳大利亚政府 37 加 拿大 加拿大氢能战略 确立低碳生产国的方向，到2030 年减少 4500 万吨温室气体，到 2050 年创造 35 万个相关岗位。2020年 加拿大政府 38 芬兰 芬兰氢能路线图 路线图重点展望了未来十年芬兰对低碳氢的生产、绿色化学物质和燃料领域的氢利用以及氢的存储、运输和氢的最终用途，并分析了芬兰氢能发展的优势和机遇。2020年 芬兰政府 39 哥伦比亚 哥伦比亚国家氢路线图草案 2030 年安装至少 1 GW 电解槽，至少产生 5万吨蓝氢。2021年 哥伦比亚政府 40 南非 南非氢能社会路线图

42、建立绿色氢和氨出口市场；氢能通过向主电网提供储能和供电服务，帮助电力行业实现脱碳、增强电网稳定性。未来 10 年，电解槽容量将达到数 GW，同时氢气和氨将用于涡轮机发电，再到2040 年，电解槽产能将至少达到 15 GW。2022年 南非高等教育、科学和创新部 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）14 3.1.1.3 日韩氢能发展 日本和韩国基于国家资源禀赋特点，对氢能发展持积极态度。1974 年日本政府提出了发展新能源和可再生能源的“阳光计划”，开展氢能关键技术开发；2003 年日本发布第一次能源基本计划，首次提出“

43、氢能社会”构想，对内将氢能作为核心二次能源，通过进口海外氢气资源、利用燃料电池进行终端利用等措施，改变日本能源消费结构，利用氢能提升能源安全，并结合可再生能源发展，建设零碳社会。2017 年，日本政府出台氢能源基本战略，计划 2030 年左右建成商业化的供应链，实现 30 万吨的采购量、将成本控制在 30 日元/标方；普及氢燃料电动汽车(FCEV)和氢气站，使 FCEV 在 2030 年达到 80 万辆，到 2050 年 FCV 全面普及。2014 年日本发布了氢能/燃料电池战略发展路线图，随后几经修订，规划三个阶段的战略路线。第一阶段(到 2025 年)推广燃料电池应用场景，促进氢能(主要为

44、灰氢)应用；第二阶段(到 2030 年)全面引入氢发电和建立大规模氢能供应系统；第三阶段(2040 年起)依托可再生能源，利用CCUS 技术，实现全零碳排放供氢系统。2019 年韩国政府发布氢能经济发展路线图，计划以 FCEV 和燃料电池为核心，到 2040 年累计生产 620 万辆FCEV，建成 1200 座加氢站；普及发电用、家庭用和建筑用氢燃料电池装置；氢气年供应量 526 万吨，价格降至 3000 韩元每千克，构建稳定且经济可行的氢气流通体系，把韩国打造成世界最高水平的氢能经济领先国家。2020 年，韩国颁布全球首个促进氢经济和氢安全的管理法案促进氢经济和氢安全管理法。2021 年 1

45、0 月，韩国政府公布“氢能领先国家愿景”，争取 2030 年构建产能达100 万吨的清洁氢能生产体系。韩国依托现代等汽车企业，未来五年内用于氢燃料电池以及加氢站的补贴将达到 20 亿欧元，到 2022 年为 15000 辆 FCEV 和1000 辆氢气公交车提供资金，资助 310 个新的氢气加气站。2021 年，韩国发布首个氢经济发展基本规划，提出到 2050 年韩国氢能将占最终能源消耗的33%，发电量的 23.8%，成为超过石油的最大能源，将在全国建立 2000 多处加氢站。在此背景下，近来年日韩的氢能发展取得了显著的进步，2020 年，日本氢气需求量接近 200 万吨，主要用于石油炼化(近

46、 90%)和氨生产。氢气主要来源于天然气制氢(占 50%以上)和，炼油和石化行业的副产氢(约 45%)。日本是交通运输领域应用氢气的先行者，2013 年，丰田公司在东京车展上发布了氢燃料中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）15 电池概念车，2014年底发售 MIRAI FCV，成为全球首个商业化的氢燃料电池汽车。韩国 FCEV 发展强劲，现代 NEXO FCV 2018 年上市，目前与丰田 MIRAI并驾齐驱，引领全球 FCEV 市场发展。此外，日本川崎重工制造的全球第一艘液化氢运输船 Suiso Frontie 在

47、2021 年从澳大利亚运氢，预计到 2030 年液氢运输将在商业上可行，在氢能大规模输运技术开发上，日本已走在世界前列。3.1.2 中国氢能发展现状 中国是世界上最大的制氢国，年制氢量约、3300 万吨(工业氢气约、1200 万吨)；可再生能源装机量全球第一，绿氢供应潜力巨大。目前，中国氢能产业发展迅速，已初步掌握氢气制备、储运、加注、燃料电池和系统集成等主要技术和生产工艺，在北京、上海和佛山等地布局首批 5 个 FCEV 示范城市群(覆盖47 座城市)，跨地域开展 FCEV 推广。全产业链规模以上工业企业超过 300 家，主要分布在长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域。然而，我国氢能产业仍处于

48、发展初期，产业创新能力不强、技术装备水平不高，支撑产业发展的基础性制度滞后，产业发展形态和路径尚需探索。为促进氢能产业规范有序高质量发展，2022 年 3 月，经国务院同意，国家发展改革委、国家能源局联合印发氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)作为中国氢能发展的战略性文件，明确了氢的能源属性，是未来国家能源体系的组成部分，充分发挥氢能清洁低碳特点，推动交通、工业等用能终端和高耗能、高排放行业绿色低碳转型；明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。规划提出了氢能产业发展各阶段目标：到 2025 年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆

49、保有量约 5 万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到 10-20 万吨/年，实现二氧化碳减排 100-200 万吨/年。到2030 年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。到 2035 年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。据报道，我国在氢能加注方面获得新突破，累计建成加氢站超过 250 座，约占全球总数的 40%，加氢站数量居世界第一。据统计到 2021 年，中国累计生产 FCEV 超过 1 万辆，累计销售量 8600 辆，占到全球总量 5 万辆的 17%，与韩国、美国、日本成为了 FCEV 推广应用的

50、核心国家。到 2021 年年底，国内推广的主要是商用车，其中客车和货车分别中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）16 4100 辆和 4400辆。3.1.2.1 国家能源战略推动氢能发展 2021 年 3 月发布的中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要是指导我国今后 5 年及 15 年国民经济和社会发展的纲领性文件。纲要明确了“十四五”时期，我国能源资源配置更加合理、利用效率大幅提高，单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放分别降低 13.5%、18%，主要污染物排放总量持续减少。到

51、2035 年，要广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降。为此，要推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。建设一批多能互补的清洁能源基地，非化石能源占能源消费总量比重提高到 20%左右。落实 2030年应对气候变化国家自主贡献目标，制定 2030 年前碳排放达峰行动方案。完善能源消费总量和强度双控制度，重点控制化石能源消费。推动能源清洁低碳安全高效利用，深入推进工业、建筑、交通等领域低碳转型。发展壮大战略性新兴产业，其中就包括氢能和储能等前沿科技和产业变革领域，谋划布局未来产业。2021 年 10 月，国务院出台2030 年前碳达峰行动方案提出重点实施“能源

52、绿色低碳转型行动”等碳达峰十大行动，要大力发展新能源，到 2030 年，风电、太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上。构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统，推动清洁电力资源大范围优化配置。在工业领域，促进钢铁行业结构优化和清洁能源替代，鼓励钢化联产，探索开展氢冶金、二氧化碳捕集利用一体化等试点示范。推动运输工具装备低碳转型，推广电力、氢燃料、液化天然气动力重型货运车辆，到 2030 年，当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到 40%左右；加快绿色交通基础设施建设，有序推进充电桩、配套电网、加注(气)站、加氢站等基础设施建设，提升城市公共交通基础设施水平。推广先进成熟绿色低碳技术，开

53、展示范应用。建设全流程、集成化、规模化二氧化碳捕集利用与封存示范项目。加快氢能技术研发和示范应用，探索在工业、交通运输、建筑等领域规模化应用。为助力实现碳达峰、碳中和目标，深入推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，促进氢能产业高质量发展，2022 年 3 月国家发改委、国家能源局发布氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)。该文件是中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）17 国家对氢能发展的顶层设计，确定了氢能的战略地位，明确了氢能在国家能源体系中发挥的重要作用。在此之前，国务院及各部委发布了

54、如中华人民共合国能源法(征求意见稿)、绿色产业指导目录(2019 版)、新能源汽车产业发展规划(2021-2035)、“十四五”全国清洁生产推行方案、“十四五”工业绿色发展规划等多项政策文件，共同构成了产业覆盖面广泛、细分领域目标明确、推进步骤统筹协调的氢能发展路线图。3.1.2.2 装备研发奠定氢能发展基础 中国的氢能与燃料电池技术研究发端于 1950 年代，改革开放后发展步伐加快，在国家 863 计划和 973 计划支持下，从基础研究到应用转化，推动氢能和燃料电池技术发展。“十三五”期间，氢能与燃料电池发展明显加速。目前，我国在制氢、储氢、运输、转化、应用等多个领域开展关键技术攻关，形成了

55、基本完整的产业链。在制氢方面，我国作为世界第一产氢大国，技术路线成熟。目前主流技术以灰氢制备为主，即以煤炭、天然气等化石能源重整制氢和以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢等工业副产气制氢。电解水制氢技术也相对成熟，在可再生能源消纳与储能领域具有巨大的发展潜力，是氢能可持续发展的重要方向。储氢的主流技术是高压气瓶储氢，在加氢站，基本采用技术成熟且成本较低的钢制氢瓶和钢制压力容器；车载高压氢气瓶在向高压力和轻质化方向发展，国外主流技术是以铝合金/塑料作为内胆，外层用碳纤维包覆(即 III 型、IV 型气瓶)；国外 FCEV 已广泛使用 7107 Pa 碳纤维缠绕 IV 型瓶，而我国目前车载氢气瓶多为 3

56、.5107 Pa 碳纤维缠绕 III 型瓶。在国家科技计划支持下，多家单位联合开展了大型液氢制取、储运与加注关键装备及安全性研究，进行大型氢液化、液氢储罐及罐车、加氢站等关键技术攻关，促进我国大规模液态氢能储运技术发展。氢能输运方面，结合不同储氢方式，主要以气态储运(长管拖车、管道)、液氢储运、氢载体储运和固态储运。气态储运氢核心技术装备有长管拖车用高压管束储氢瓶与管道；低温液态储运氢涉及氢液化装置与液氢储罐、罐车等；有机液体储运氢涉及供热脱氢装置。现阶段，中国普遍采用 2107 Pa 气态高压储氢与集束管车运输的方式，在此基础上，采用更高的气氢运输压力、低温液中国制冷学会中国氢液化、储运技术

57、及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）18 氢储罐和槽车、天然气掺氢的输送管道以及固态储氢等技术都在快速发展。由于氢气低温液化后密度比标准状态下增加 800 倍，为大规模贮存、长距离输送提供了便利，在未来大规模氢能应用、远距离氢气输送的需求背景下，将为大宗氢气保供发挥重大作用。在氢转化方面，可再生能源制氢和绿氢的大规模储存与运输技术的发展、成本的下降以及碳捕集技术的成熟，为电制氢后的电转气(如电转甲烷)和制液态燃料技术等氢转化技术创造了有利条件。以捕集的 CO2为原料，与氢气反应制取甲烷、甲醇、汽油、柴油和航油等，可实现 CO2的循环利用，使制造端和使

58、用端整体净零排放，大幅降低 CO2排放量。另外，电制氢后的氢气还可合成氨制造绿色化肥。传统化石能源领域已经形成大量且成熟的基础设施，涵盖生产、储运、配送、加注和终端利用装备等，构建新型能源体系便是对现有设施的融合创新和再利用。氢燃料电池是氢能应用的重要终端，目前膜电极、双极板、氢气循环泵、空气压缩机、气体扩散层等核心组件，质子交换膜、催化剂等关键材料，我国均已实现小规模自主生产，为大规模商业化生产储备了技术基础条件。氢燃料电池系统国产化程度提高到 2020 年的 60%。预计到 2025 年，金属双极板可完全国产化，低功耗、高速、无油的空气压缩机进入小规模自主生产阶段；机械强度高、孔隙率均匀、

59、抗碳腐蚀的碳纤维制备技术有望取得突破，大电流密度条件下的气体扩散层水气通畅传质问题有望得到解决。未来氢燃料电池技术将从氢燃料电池客车、卡车等商用车，逐步推广到乘用车、有轨电车、船舶、工业建筑、分布式发电等领域。3.1.2.3 多方联动助力氢能市场培育 2030 年前碳达峰行动方案、氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)等国家氢能规划政策的带动下，截止 2022 年 8 月份，北京、上海、广东、重庆、天津、四川、陕西等全国多个地方政府纷纷出台助力氢能发展的政策。各地规划显示，陕西氢能产业规模要达到 1000 亿元；辽宁的氢能产业要达到 600 亿元；山东、陕西和广东加大燃料电池汽车的推

60、广力度大；制氢、储氢、加氢站等产业规划也备受关注，其中广东和陕西在氢能产业布局大，氢能的发展也逐渐进入快车道。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）19 国家能源集团、中石化等龙头企业带动氢能全产业链在制氢、储氢、氢燃料电池、汽车等领域制定发展战略。今年 9 月初，中石化发布实施氢能中长期发展战略，加快打造中国第一氢能公司，远期力争成为世界领先氢能公司的发展目标，按照“加氢引领、绿氢示范、双轮驱动、助力减碳”的思路，聚焦氢能交通和绿氢炼化两大领域，大力发展氢能一体化业务，引领氢能产业链高质量发展。实际上，还有众多企业也都

61、如中石化一样非常重视氢能市场的培育与发展，据估计 2022 年全国涉氢企业合计营收将超万亿，氢能业务已有显著增加，这都必将促进氢能全产业链市场的健康发展。此外，专业协会、学会以及产业联盟在国家氢能长远规划的解读、本专业领域的关键技术组织攻关等方面发挥越来越重要的作用。例如中国氢能联盟发布了中国氢能源及燃料电池产业白皮书具有重要的指导意义。据估计到2050 年氢能在中国能源体系中的占比约为 10%，氢气需求量接近 6000 万吨，年经济产值超过 10 万亿元。全国加氢站达到 10000 座以上，交通运输、工业等领域将实现氢能普及应用，燃料电池车产量达到 520 万辆/年，固定式发电装置2 万台套

62、/年，燃料电池系统产能 550 万台套/年。随着我国氢能的快速发展，协会、学会以及产业联盟将数据统计发布、规划修订补充、市场发展动向等多个方面发挥越来越重要的作用，以促进我国氢能的健康持续发展。全国各地氢能发展规划汇总如表 3-2 所示。表 3-2 全国各地氢能发展规划汇总 地区地区 文件名文件名 主要目标主要目标 北京 北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)2023 年前，实现氢能技术创新“从 1 到10”的跨越，培育 5-8 家具有国际影响力的氢能产业链龙头企业，京津冀区域累计实现产业链产业规模突破 500 亿元。力争建成 37 座加氢站，推广燃料电池汽车 3000辆。2025

63、 年前，培育 10-15 家具有国际影响力的产业链龙头企业，建成 3-4 家国际一流的产业研发创新平台，京津冀区域累计实现氢能产业链产业规模 1000 亿元以上。力争完成新增 37 座加氢站建中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）20 设，实现燃料电池汽车累计推广量突破 1万辆。上海 上海市燃料电池汽车产业创 新 发 展 实 施 计 划(2020-2023 年)、关于支持上海市燃料电池汽车产业发展若干政策 到 2023 年，燃料电池汽车产业发展实现“百站、千亿、万辆”总体目标，规划加氢站接近 100 座并建成运行超过 3

64、0 座，形成产出规模约 1000 亿元，推广燃料电池汽车接近 10000 辆。到 2025 年，建成运行超过 70 座加氢站，推广应用燃料电池汽车达到万辆级规模以上。“一环”产业布局基本形成，沿“外环”一个环形区域形成燃料电池汽车整车集成制造、电池系统及电堆等核心部件研发生产、多场景车辆商业运营、氢气“制、储、运、加”设施配套、检测认证服务的全产业链环节;“四创”自主能力大幅提升，技术、产品、应用、环境四位一体创新体系高质量发展;“六带”发展规模持续扩大，嘉定、青浦、金山、临港新片区、浦东、宝山等区域形成燃料电池汽车产业聚集地带。2025 年底前，市级财政按照国家燃料电池汽车示范中央财政奖励资

65、金 1:1 比例出资，统筹安排本地燃料电池汽车发展专项扶持资金，共涉及支持整车应用、支持关键零部件发展等六部分政策安排，其中涉及氢燃料的政策安排占 1/3。重庆 重庆市支持氢燃料电池汽车推广应用政策措施(2021-2023年)、打造全国一流新能源和智能网联汽车应用场景三年行动计划(2021-2023年)到 2023 年，氢燃料电池汽车应用规模将达 1000 辆。重庆还联合四川打造“成渝氢走廊”，两地已建成加氢站 15 座，并计划在四川凉山、攀枝花、雅安以及重庆潼南、长寿等地建立氢气供应基地。制定政策措施包括：给予加氢站建设补贴；给予加氢站运营补贴；加快推进公共服务领域氢燃料电池汽车的推广应用；

66、对在本中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）21 地注册登记的中型及以下氢燃料电池货车给予通行便利。聚焦商业模式创新，支持有关企业成立融资租赁平台公司，助力氢燃料电池汽车大规模示范应用。天津 天津市能源发展“十四五”规划“十四五”期间，将累计推广物流车、叉车、公交车等氢燃料电池汽车 900 辆以上，滨海新区建设至少 5 座加氢站，其他区域结合实际需求建设加氢站。广东 广东省加快氢燃料电池汽车产业发展实施方案、广东省氢燃料电池汽车标准体系与规划路线图(2020-2024年)、广东省加快建设燃料电池汽车示范城市群行动计划(2

67、021-2025 年)(意见征求稿)到示范期末，实现推广 1 万辆以上燃料电池汽车目标，广东年供氢超过 10 万吨，建成加氢站约 200 座，车用氢气终端售价降到 30元/公斤以下。河北 河北省氢能产业发展“十四五”规划 到 2022 年，氢能关键装备及其核心零部件基本实现自主化和批量化生产，氢能产业链年产值 150 亿元。全省建成 25 座加氢站，燃料电池公交车、物流车等示范运行规模达到 1000 辆。到 2025 年，培育国内先进的企业 10-15 家，氢能产业链年产值达到 500 亿元。累计建成 100 座加氢站，燃料电池汽车规模达到 1 万辆。在产业布局方面，规划要求重点实施八大工程，

68、谋划布局 128 个氢能项目，构建“一区、一核、两带”产业格局。河南 河南省氢燃料电池汽车产业发展行动方案、推动河南省示范城市群氢燃料电池汽车产业高质量发展若干政策 到 2023 年，各类氢燃料电池汽车推广应用超过 3000 辆，加氢站建成数量达到50 座以上。到 2025 年，示范应用氢燃料电池汽车累计超过 5000 辆，加氢站 80个以上，基本形成以客车为主，环卫、物流等氢燃料电池汽车全面发展的产业格中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）22 局，氢燃料电池汽车相关产业年产值突破1000亿元。黑龙江 黑龙江省“十四五

69、”科技创新规划 氢能与燃料电池领域，开展先进制氢技术及装备、储氢技术及装备、高性能水系电池制造、海水电池制造、电池梯次利用、燃料电池电堆设计、燃料电池发电系统设计及核心关键设备、燃料电池电堆系统可靠性和工程性、燃料电池测试等关键技术的研究及设备的研制。吉林 吉林省国民经济和社会发展 第 十 四 个 五 年 规 划 和2035年远景目标纲要 涉及氢能方面，加强基于可再生能源转化的氢能高效利用，重点开展区域能源互联网优化控制与智慧服务关键技术研究及规模化应用、储能技术、智能管理控制技术开发及应用。突破氢能制储、大数据等关键核心技术，创新发展氢能、风能、太阳能、生物质能等新能源。延伸构建集智能制造、

70、氢能储制、智慧能源于一体的全新产业链，推进氢能、油页岩和新型能源装备研发与示范应用。新兴产业重点项目中，氢能方面包括，打造中国北方“氢谷”，建设年产 12 万吨氢气生产线及配套设施。长春-白城氢能走廊新能源制氢示范，建设 25 万千瓦自备风电场、5 万千瓦自备光伏电场，年产 17 万吨工业气体、3000吨氢气。吉林 辽宁省国民经济和社会发展 第 十 四 个 五 年 规 划 和2035年远景目标纲要 重点发展氢燃料电池关键零部件及集成系统，支持大连建设氢燃料发动机生产基地和燃料电池应用示范区。推进氢能商业化、产业化、集群化，先行先试。开展公交、物流、海运以及储能等领域规模化场景应用。支持沈抚改革

71、创新示范区、葫芦岛兴城等地区建设氢能产业应用示范区，推进大连、沈阳、鞍山、阜新、朝中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）23 阳、盘锦、葫芦岛等地区氢能装备产业集聚区建设。氢能产业链培育工程：重点发展制氢装备、储运氢装备、氢燃料电池以及氢燃料电池汽车、船舶、机车、分布式电站整机成套装备等，推进重大科技创新平台建设，突破质子交换膜、催化剂、膜电极等一批核心技术，支持氢能在热电联供、微电网、燃料电池汽车等领域推广应用。到 2025 年，氢能产业主营业务收入达到 100亿元。内蒙古 内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划、内蒙古自

72、治区促进氢能产业发展若干政策、内蒙古自治区加氢站管理暂行办法 2021-2023 年，氢能产业发展试验示范阶段。2024-2025 年，氢能产业发展加速推进。到 2025 年，建成 60 座加氢站，推广燃料电池汽车 5000 辆，氢能产业总产值达 1000 亿元，打造 10 个以上氢能应用示范项目;培育或引进 50 家以上氢能产业链相关企业，包括 5-10家具有一定国际竞争力的龙头企业，初步形成一定的产业集群。重点打造“一区、六基地、一走廊”氢能产业布局。山东 山东省氢能产业中长期发展规划(2020-2030年)2020 年到 2022 年，为氢能产业全面起步期。聚集 100 家以上的氢能产业

73、相关企业，燃料电池发动机产能达到 20000 台，燃料电池整车产能达到 5000 辆，氢能产业总产值规模突破 200 亿元。累计建成加氢站 30 座(含与其他能源合建站);累计示范推广燃料电池汽车 3000 辆左右。2023 年到 2025 年，为氢能产业加速发展期。培育 10 家左右具有核心竞争力和影响力的知名企业，燃料电池发动机产能达到 50000 台，燃料电池整车产能达到20000 辆，氢能产业总产值规模突破 1000亿元。累计推广燃料电池汽车 10000 辆，中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）24 累计建成加

74、氢站 100 座。2026 年到2030 年，为氢能产业塑造优势期。打造“中国氢谷”“东方氢岛”两大品牌，培育壮大“鲁氢经济带”(青岛-潍坊-淄博-济南-聊城-济宁)，建成集氢能创新研发、装备制造、产品应用、商业运营于一体的国家氢能与燃料电池示范区。江苏 江苏省氢燃料电池汽车产业发展行动规划 到 2025 年，基本建成完整的氢燃料电池汽车产业体系，争取整车产量突破 1 万辆，建设加氢站 50 座以上，基本形成布局合理的加氢网络。浙江 浙江省加快培育氢燃料电池汽车产业发展实施方案 到 2025 年，在公交、港口、城际物流等领域推广应用氢燃料电池汽车接近5000 辆，规划建设加氢站接近 50 座。

75、打造具有浙江特色的两条“氢走廊”，包括依托 G92(环杭州湾高速)串联起嘉兴、杭州、绍兴、宁波等环杭州湾重要节点城市，协同打造“环杭州湾”氢走廊;以金华、宁波、舟山为重点，依托 G15(甬金高速)建设氢能高速通道，着力构建“义甬舟”氢走廊。加强长三角地区加氢站等基础设施共建共享。江西 江西省新能源产业高质量跨越式发展行动方案(2020-2023年)氢燃料电池方面，加强电堆核心零部件及膜材料、催化剂等关键原材料研究，建设制氢、储运等重要配套环节，引进并发展质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池以及固体氧化物燃料电池。湖北 湖北省长江经济带绿色发展“十四五”规划 氢能方面，将推进黄冈氢能产业发展，面向氢

76、能全产业链引进或联合研发制氢、储氢、加氢站、氢能检测和探测等先进技术与设备。加强新能源汽车加氢等配套基础设施建设。湖南 湖南省先进储能材料及动到 2023 年，全产业链年产值突破 1000 亿中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）25 力电池产业链三年行动计划(2021-2023年)元。对氢燃料电池、加氢站、氢燃料电池汽车、储能电站等走在市场前端的示范应用项目给予重点财税支持。安徽 安徽省国民经济和社会发展 第 十 四 个 五 年 规 划 和2035年远景目标纲要 高新技术领域重大专项中，氢能及燃料电池方面包括：推动制氢

77、、储氢及运输，小分子催化，煤炭清洁利用，智能电力电网、分布式能源等技术。突破风光水储互补、先进燃料电池等技术瓶颈。重点研究新能源汽车大功率燃料电池系统的设计与系统集成技术和制氢储氢技术及装备。福建 福建省新能源汽车产业发展 规 划(2022-2025 年)的 通知 在氢燃料电池汽车领域，依托福州大学化肥催化剂国家工程研究中心在合成氨催化领域领先技术，打造可再生能源合成氨-氨储氢-氢能“零碳循环”产业链。加快补齐制氢、储运氢、加氢站相关设备、氢燃料电池系统及其核心部件等全产业链。在氢气制备、储运、加注领域，有序推进氢气供给体系建设。广西 广西新能源汽车产业发展“十四五”规划 加强技术研发，突破燃

78、料电池及储氢等核心技术，以长途、重载车型应用为重点发展方向，布局建设燃料电池汽车应用示范城市群，加快推进燃料电池汽车商业化应用。完善基础设施，加强充换电、加氢等基础设施建设，充分利用现有化工企业的氢能资源，积极开展可再生能源制氢试点。研究储氢系统布置方式，谋划液氢储运体系，布局建设氢能源基础设施。海南 海南省高新技术产业“十四五”发展规划 氢能方面，围绕建设国家生态文明试验区和海南清洁能源岛的目标，大力发展核能、氢能等清洁能源，重点发展氢燃料电池汽车，利用油气产业副产氢气(即蓝中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）26

79、氢)，在洋浦、东方建设氢能充装站，率先在汽车、船舶等交通领域启动氢能应用示范。四川 四川省“十四五”能源发展规划 统筹氢能产业布局，推动氢能技术在制备、储运、加注、应用等环节取得突破性进展。推动氢能与燃料电池技术创新，车用储氢材料及储氢系统研究，突破高功率氢燃料电池堆、大规模氢电耦合智能化控制等关键技术。支持成都、攀枝花、自贡等氢能示范项目建设，探索氢燃料电池多场景应用。贵州 贵州省“十四五”战略性新兴产业集群发展规划 加快推进氢能产业链建设，引进国际氢能标准规范，打造制氢、储氢、输配氢、用氢的产业闭环。充分运用省内煤炭资源、水资源、工业副产氢优势，重点突破电解水制氢、工业副产氢提纯及煤制氢技

80、术，逐步降低制氢成本。重点突破高压气态储氢、液氢储运、有机液态储运氢、管道输氢和固态金属储运技术，加快形成储氢、运氢装备的自主研发和生产能力。合理配套、适度超前推进加氢站布局建设，加快示范应用并适时向全省推广。云南 云南省工业绿色发展 十四五 规划 氢能和燃料电池方面，积极培育氢能和储能产业，发展“风光水储”一体化，巩固和扩大清洁能源优势。因地制宜布局发展氢燃料电池汽车和智能汽车。山西 山西省国民经济和社会发展 第 十 四 个 五 年 规 划 和2035年远景目标纲要 拓展氢能等技术创新试点示范。建设电动汽车产业集群、氢燃料电池汽车产业集群和区域智能网联汽车产业集聚区。发挥焦炉煤气制氢等工艺技

81、术低成本优势，有序布局制、储、加、运、输、用氢全产业链发展。甘肃 甘肃省“十四五”能源发推动氢能产业发展。培育氢能产业，加快中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）27 展规划 推进电解水制氢试点，打造规模化绿氢生产基地。有序推动制氢产业基础设施建设，谋划制氢、氢存储、氢运输、加氢站、氢燃料电池“五位一体”的氢能产业园。加大钍基熔盐堆核能后续产业扶持力度，推动高温制氢装备、加氢催化制精细化学品相关产业发展。示范推广绿氢冶金、绿氢化工项目，开展能源化工基地绿氢替代，促进减少工业碳排放，有效降低冶金化工领域化石能源消耗。探索碳

82、捕集和封存技术的商业化应用场景。“十四五”全省可再生能源制氢能力达到 20 万吨/年左右。陕西 陕西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标纲要 立足氢能资源优势，聚焦产业链关键环节，引进国内外氢能先进装备企业，加快形成氢能储运、加注及燃料电池等产业链。支持榆林、渭南、铜川、韩城等建设规模化副产氢纯化项目，形成 2-3 个千吨级燃料电池级氢气工厂，具备万吨级氢气资源储备和升级基础。陕西省“十四五”氢能产业发展规划、陕西省促进氢能产业发展的若干政策措施。预计到 2025 年，氢能发展的政策环境体系基本形成，形成若干个万吨级车用氢气工厂，建成投运加氢站 100 座左右，力争推广各型燃

83、料电池汽车 1 万辆左右，一批可再生能源制氢项目建成投运，全产业链规模达 1000亿元以上。陕西省氢能产业发展三年行动方案(2022-2024年)到 2024 年，产业链要基本补齐短板，初步实现本地配套，绿氢装备产业跃居全国第一阵营；氢能基础设施满足应用需求，一批加氢站建成投运；氢能运力平台初具规模，力争推广示范燃料电池汽车累计超5000 辆；全省氢能部分领域商业模式基本成形，氢能产业生态雏形显现，产业规模中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）28 突破 500 亿元以上。形成 3 万吨/年高纯氢产能，建成投运加氢站 5

84、0 座以上基本实现氢燃料电池系统本地量产，实现燃料电池汽车产能 5000 台/年，构筑产业生态推进氢能示范城市群建设。青海 关于贯彻落实习近平总书记来青考察重要指示精神的工作举措(青海)实施可再生能源与氢能集成利用技术研究与应用示范。研究太阳能风能大规模低成本制氢技术、光伏制/储/加氢及氢燃料电池热电联供技术、农村牧区和生态涵养区的氢能利用新技术，研发氢能多元利用技术，开展零碳社区和低碳交通的可再生能源与氢能集成供能示范。推进氢能在盐湖化工、能源化工、冶金等领域替代煤炭等化石能源试点，探索氢能在电力、工业、交通、建筑等领域的应用，打造“青海绿氢”品牌。明确“零碳能源示范省建设”定位。开展规模化

85、电解制氢和管道输氢研究，提升清洁能源外送比例。宁夏 自治区人民政府办公厅关于加快培育氢能产业发展的指导意见(宁夏)到 2025 年，力争建成 1 座-2 座日加氢能力 500 公斤及以上加氢站，布局建设氢能产业示范园区和服务平台，集聚氢能产业链企业，形成集群发展。积极支持银川市率先开通 1 条-2 条示范公交线路运营氢燃料电池公交车，并逐步扩大到银川都市圈城际间氢燃料电池客运车示范运营。适时开展氢燃料物流车、市政环卫车等示范运营。培育一批氢燃料电池和动力系统集成研发制造企业、氢能装备制造企业、氢燃料电池汽车运营与配套服务企业。3.2 氢能是构建低碳能源体系的重要方向 本世纪以来，全球能源结构加

86、快调整，新能源技术水平和经济性大幅提升，风能和太阳能利用实现跃升发展，规模增长了数十倍。全球应对气候变化开启中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）29 新征程，巴黎协定得到国际社会广泛支持和参与，近五年来可再生能源提供了全球新增发电量的约60%。中国、欧盟、美国、日本等130 多个国家和地区提出了碳中和目标，世界主要经济体积极推动经济绿色复苏，绿色产业已成为重要投资领域，清洁低碳能源发展迎来新机遇。氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)提出氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效

87、利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势，促进异质能源跨地域和跨季节优化配置，推动氢能、电能和热能系统融合，促进形成多元互补融合的现代能源供应体系。3.2.1 氢能在低碳能源生产转化体系的重要作用 十四五期间，我国将构建现代能源体系，推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。加快发展非化石能源，坚持集中式和分布式并举，大力提升风电、光伏发电规模，加快发展东中部分布式能源，有序发展海上风电，加快西南水电基地建设，安全稳妥推动沿海核电建设，建设一批多能互补的清洁能源基地，非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。推动煤炭生产向资源富集地区集中，合理控制煤电建设规

88、模和发展节奏，推进以电代煤。为了保障大规模发展风电、光伏发电，氢能将在能源生产转化环节发挥重要的调节作用。3.2.1.1 氢能与风电储能 储能技术与可再生能源的耦合可有效解决可再生能源并网难的问题。风电的波动性和随机性，将显著影响电网效率和安全。采用风氢耦合储能技术可以平滑风电并网导致的功率波动，系统无污染、能量密度高、寿命长，是解决风电随机性、间歇性及无规律性的有效方案之一。风电场输出电力可分为电解水制氢和上网两部分。当用电需求小于风电场发电量时，过剩电力将会被用于电解水制氢，风电被转化为氢能进行存储；当用电需求大于风电场发电量时，存储的氢气可通过燃料电池输出补充电力。目前，可再生能源耦合制

89、氢技术备受关注。2004 年美国能源部 NREL 与Xcel 能源公司合作提出了 Wind2 H2计划，探究并解决可再生能源与电解槽耦合制氢的关键技术。英国在 2010 年成功示范了 Hydrogen Office 项目。德国的中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）30 Enertrag 公司在 2011 年利用 3 台 2 MW 风力发电机在用电低谷时制氢存储。2011 年加拿大成功示范了风氢柴示范工程。2012 年德国成功投运了 RH2 WKA风氢热电联产示范工程。2017 年，英国乏福郡建成风电容量为 750 kW

90、 的风氢能源办公楼系统。意大利普利亚地区启动了 INGRID 氢储能项目，储氢量为1000 kg，对应储能功率达 39 MW，此项目提高了可再生能源的利用率，保证安全稳定上网，降低了弃风率。2019 年，荷兰开展了世界上首座海上风电制氢试点项目 PosHYdon，研究海上风电制氢的可行性。2020 年，EngieEPS 在希腊的Agkistro 微电网项目 REMOTE 中推出了以氢能为动力的储能系统。此外，西门子制定了到 2030 年使其所有涡轮机与 100%氢气兼容的目标，其中一些涡轮机已经能够使用 100%的氢气运行。我国近年来出台了一系列推动氢能发展政策，在国家科技计划支持下，启动风氢

91、耦合集成系统关键技术攻关，研究风氢耦合系统的容量配置、经济性以及功率协调控制等。2015 年国内首座风电制氢项目-沽源风电制氢项目正式启动，在容量为 200 MW 的风电场建设 10 MW 电解水制氢系统。该项目依照河北省总体氢能产业规划进行建设，一部分氢气用于工业生产，降低工业制氢产业中煤炭、天然气等能源消耗量；另一部分将在氢能源动力汽车产业具备发展条件时，用于建设配套加氢站网络，支持河北省清洁能源动力汽车发展。另外，利用风电制氢生产氢燃料，可以减少化石能源消耗，降低污染物排放。3.2.1.2 光伏发电与氢储能耦合系统 太阳能制氢有热化学法、光电化学分解法、光催化法、人工光合作用法和生物法等

92、技术，其中光伏发电和电解水制氢组合技术是主流发展方向。全球光伏发电装机容量从 2013 年的 135 GW，逐步增长到 2018年的 480 GW，光伏技术取得了长足进步，使太阳能制氢日趋成熟。目前，我国光伏新增装机和总装机量都全球领先，随着国家对光伏发电消纳问题的重视，太阳能制氢可实现清洁能源转化，有效消纳光伏发电，具有强大的发动力。随着技术的不断发展，光伏发电和电解水制氢成本的逐渐降低，使其具备商业化条件，成为我国能源安全和能源结构调整的重要组成力量。国内宝丰太阳能制氢储能示范项目，以太阳能光伏发电驱动水电解制氢，中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储

93、运技术及应用发展研究报告（2023）31 生产的氢气供给甲醇合成，电解制氢过程产生的氧气用于煤气化生产装置，优化企业原料供给结构，完善企业循环经济产业结构，实现多元化发展。水电解制氢项目氢气生产能力为 8760 万 Nm3/a，太阳能光伏发电项目总装机容量为100 MWp，年均上网电量为 15006.43万 kWh。3.2.1.3 氢储能转化利用技术 可再生能源的存储和转运是综合能源系统的关键环节，若将氢储能转化为更易存储的介质，将大大提升可再生能源的消纳与综合利用水平。氢储能转化利用技术主要包括可再生能源制氢、CO2和 N2等原料物质的捕集制取、氢转化反应工艺以及氢转化产品利用等，具体包括氢

94、-甲烷转化、氢-氨转化等。氢-甲烷转化：CO2加氢制甲烷的存储容量大，可实现长时间储能。将可再生能源转化为甲烷与制氢相比有以下优势：甲烷的储运技术难度和成本远低于储氢；合成甲烷可利用现有的输送渠道(管道或 LNG 运输设备)；虽然天然气掺氢可以部分解决氢输运的问题，但与天然气输送相比，因掺氢对管道安全性、材料相容性等提出了新的挑战，因而通过氢转化为甲烷，不必考虑掺氢比例的问题。氢-氨转化技术：氨由一个氮原子和三个氢原子组成，是天然的储氢介质；常压下，降温到-33?就能液化，便于安全运输。目前全球 80%以上的氨被用于生产化肥，且氨有完备的贸易和运输体系。理论上，将可再生能源制氢后再转换为氨，可

95、长期、灵活地储存。氢-氨转化技术路线主要包括电解水制氢技术、氨合成技术、氨储运技术以及终端的氨分解制氢技术。2022年 3月 21日，国家发改委、国家能源局印发了“十四五”新型储能发展实施方案，推动氢(氨)储能技术发展，拓展氢(氨)储能、热(冷)储能等应用领域，开展依托可再生能源制氢(氨)的氢(氨)储能试点示范。3.2.2 氢能是低碳能源输送体系的重要组成 我国的能源禀赋造成能源供应与消费在时间和空间上的错位，使能源储存与输运成为其大规模应用的关键一环。以可再生能源为主要构成的低碳能源输送应当以电力传输为主，但其间歇性、波动性使可再生电力并网及电网调节面临挑战，为此，发展 P2X(power

96、to X，如 power to gas)技术，将可再生电力转化中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）32 为氢能加以储存和输送，将成为低碳能源输送体系的重要形式。氢气可以高压气氢、液氢、低温压缩氢等形式储存，还可储存于有较高储氢能力的化合物中，此外还能与可氢化的金属/合金相化合，以固体金属氢化物的形式储存。3.2.2.1 高压气态储氢 高压气态储氢是将压缩氢气以高密度气态形式在高压下储存，其储氢密度与压力正相关，但受容器承压能力的限制，目前我国固定式储氢高压容器设计压力通常不超过 5107 Pa；高压氢气瓶主要是公称工作

97、压力为 3.5107 Pa 和7107 Pa 的铝内胆碳纤维全缠绕氢气瓶(简称型瓶)，质量储氢密度为 3.8%4.5%；道路输氢设备公称工作压力为 2107 Pa3107 Pa。高压气氢储运具有运营成本低、承压容器结构简单、工作条件较宽、易循环利用等优点，然而高压氢气的储氢密度仍然很低，且压缩过程可能消耗约 10%的氢气能量。高压存储气态氢是目前主流的储氢方式，在加氢站、车载储氢领域被广泛应用。高压储氢容器是该领域的关键技术，如何提高容器质量储氢密度成为重要的技术发展方向。以车载高压氢气瓶为例，为了保证轻质高压的工作条件，采用高强度碳纤维全缠绕金属内胆高压氢气瓶已成为市场主流，以塑料内胆纤维缠

98、绕瓶(IV 型)或全复合轻质纤维缠绕氢气瓶或成为未来技术发展方向。3.2.2.2 低温液态储氢 低温液态储氢的能量密度高，常压下氢气被冷却至约 20 K 即呈液态，密度约为 70.6 kg/m3，是标况下氢气密度的近 850 倍，适用于大型氢贮存与运输。氢气的低温液化、高效绝热贮存及运输技术是低温液态储氢的关键，目前 Praxair、Linde、Air Liquide 等企业处于国际领先地位，国内相关技术也取得了迅猛发展：据报道中广核集团年产 18 套氦循环氢液化设备 1 吨/天、5 吨/天液氢机项目落地河南巩义；国富氢能在 2022 年 3 月举行首台民用大型液氢储存容器开工仪式；中科富海全

99、面开工建设 1.5 吨/天液氢工厂项目，此前该企业氢液化设备已走出国门。航天科技集团六院 101 所完成我国自主研制的首套产量达到吨级的氢液化系统调试，设计液氢产能为 1.7 吨/天，调试中实测满负荷产量为 2.3 吨/天，整套设备实现了 90%以上国产化。可以预见，我国低温氢液化及高效绝热贮运技术将不断取得突破，在未来氢能社会建设中发挥重要作用。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）33 近年来，有学者提出低温压缩氢气存储技术，结合了高压气态氢和液化氢储存系统的优点，并提高储氢密度。41 K，3.5107 Pa 条件下

100、的氢气密度为 81 g/L，是常温下 7107 Pa 高压氢气密度(40 g/L)的 2 倍。相较于高压常温储氢，它可以在较低的储存压力下达到较高的能量密度。相较于低温液态储氢，它可以最大限度地减少液化氢储存的蒸发损失。3.2.2.3 固态金属储氢 固态储氢是利用物理或化学吸附将氢气储存在固体材料之中，根据氢气与固体材料结合方式不同，有基于金属有机框架(MOFs)和纳米结构碳材料的物理吸附储氢；还有采用钛系、镁系、锆系和稀土等金属氢化物，以及硼氢化物和有机氢化物等非金属氢化物化学吸附储氢。近年来，利用金属氢化物固态储氢技术发展迅速，通过在一定温度下加压，使过渡金属或合金与氢反应，以金属氢化物形

101、式吸附氢，最后加热氢化物释放氢。其显著特点在于，储氢体积密度大、操作运输方便、成本低、安全性好、可逆循环性能较好等；通过不断提升金属氢化物储氢的质量效率，有望被成功应用于氢燃料电池汽车。据报道，镁基储氢材料的储氢体积密度可以达到 110 g/L，远高出当前 7107 Pa 高压储氢罐70 g/L，由于固态储氢体积储氢密度高于液态储氢密度，节省安装空间，减少设备占地面积，而且避免了高压气态储氢和低温液态储氢面临的高压和低温等问题，安全性更好。3.2.2.4 液态有机氢载体储氢 液态有机氢载体储氢过程由储氢剂加氢反应、储氢介质的储存和运输、液态有机物的脱氢过程组成。有机物储氢技术有望在低碳能源体系

102、中发挥重要作用，尤其在可再生能源转化与储能环节，解决可再生能源供应与消费在时间和空间不匹配的问题。液态有机氢载体储氢技术通过化学方法将氢合成更大的有机分子，并以液体形式在常温常压下运输，其性质稳定，为大规模、长周期的储存提供便利，并且可以联通可再生能源、电网、大型发电和分布式发电、氢气加注市场，实现能源的动态转化、储存、消纳。以安全可控为前提，积极推进技术材料工艺创新，支持开展多种储运方式的探索和实践。提高高压气态储运效率，加快降低储运成本，有效提升高压气中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）34 态储运商业化水平。推动

103、低温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范。逐步构建高密度、轻量化、低成本、多元化的氢能储运体系。3.2.3 氢能是低碳能源消费体系的重要渠道 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。以建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系为目标，加强氢能的绿色供应，营造形式多样的氢能消费生态，将显著提升我国能源安全水平、充分发挥氢能对碳达峰、碳中和目标的支撑作用。氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)对氢能应用提出了发展路线，要因地制宜地引导多元应用、跨界应用，有序推进氢能在交通领域的示范应用，拓展在储能、分布式发电、工业等领域的应用

104、，推动氢能的规模化发展，不断提升氢能在低碳能源消费系统的占比。3.2.3.1 氢能在交通领域的应用 我国氢能的发展目标中，到 2025 年燃料电池车辆保有量约 5 万辆，部署建设一批加氢站。立足本地氢能供应能力、产业环境和市场空间等基础条件，结合道路运输行业发展特点，重点推进氢燃料电池中重型车辆应用，有序拓展氢燃料电池等新能源客、货汽车市场应用空间，逐步建立燃料电池电动汽车与锂电池纯电动汽车的互补发展模式。积极探索燃料电池在船舶、航空器等领域的应用，推动大型氢能航空器研发，不断提升交通领域氢能应用市场规模。由于中长途及中重型货运，与氢能能量密度、储运方式等特性吻合，未来发展前景广阔。在矿区、港

105、口、工业园区等运营强度大、行驶线路固定区域，探索开展氢燃料电池货车运输示范应用及 7107 Pa 储氢瓶车辆应用验证。硬件配套较好的城市，可在城市公交、物流配送、环卫车等公共服务领域，试点燃料电池商用车。目前，北京、上海、广东、河南和河北五大燃料电池汽车示范城市群建设加快推进，核心技术不断突破，氢能产业链逐步完善。据高工产研氢电研究所(GGII)发布的燃料电池汽车数据库，2021 年 8 月至 2022 年 8 月，即国家燃料电池汽车示范城市群启动的第一年，五大示范群燃料电池汽车累计上牌销量为 2590辆；2022年 2022年 1至 9月燃料电池汽车产销均完成 2000辆，同比分别增长 1.

106、7 倍和 1.3 倍；其中第三季度共计 1346 辆燃料电池汽车交付使中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）35 用，其中五大示范城市群共投放超 1000 辆。根据国家能源局数据，截至 2022年 6 月底全国已建成加氢站超 270 座，约占全球总数的 40%，位居世界第一。尽管如此，与氢燃料电池汽车的推广力度相比，氢能的补能保障仍存不足，对加氢站等基础设施建设值得重点关注。据悉，上海市将出台加氢站专项规划，适度超前布局，2025 年将建成并投入使用各类加氢站超过 70 座，实现重点应用区域全覆盖。广东省“十四五”期间全

107、省布局建设 300 座加氢站，其中示范城市群超 200 座。北京市对行政区域范围内建成(含改扩建)的加氢站分档给予定额建设补贴。全国多地也都制定了十四五氢能发展规划，提前布局加氢站，促进交通领域氢能应用的示范推广。3.2.3.2 氢储能技术 氢能具有调节周期长、储能容量大的优势，可与波动性、间歇性特征显著的可再生电力系统结合，开展氢储能在可再生能源消纳、电网调峰等应用场景的示范，探索培育“风光发电+氢储能”一体化应用新模式，逐步形成抽水蓄能、电化学储能、氢储能等多种储能技术相互融合的电力系统储能体系。探索氢能跨能源网络协同优化潜力，促进电能、热能、燃料等异质能源之间的互联互通。在可再生能源资源

108、富集、氢气需求量大的地区，开展集中式可再生能源制氢示范工程，探索氢储能与波动性可再生能源发电协同运行的商业化运营模式。鼓励在燃料电池汽车示范线路等氢气需求量集中区域，布局基于分布式可再生能源或电网低谷负荷的储能/加氢一体站，充分利用站内制氢运输成本低的优势，推动氢能分布式生产和就近利用。国家发改委、国家能源局关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见指出，要提高存量电源调节能力、输电通道利用水平、电力需求响应能力。氢储能是可再生能源消纳的有效方法之一，发挥我国电网基建优势，谷电时间段通过特高压通道，将三北地区的风光电等清洁能源输送到高纯氢市场需求端制氢储能，解决可再生能源消纳和氢储运面

109、临的技术、成本、安全等难题，对可再生能源的规模化利用具有重要意义。国家电投正依托乌兰察布风电基地项目，实施“蒙电进京、谷电制氢、用氢示范”，为京津冀地区氢能交通示范运用，提供可再生能源的氢气保障。2022 年 7 月，国内首座兆瓦级氢能综合中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）36 利用示范站在安徽六安投运，包括 1 MW 质子交换膜电解水制氢装置、1 MW质子交换膜燃料电池发电装置、200 kg 储氢装置组成；此外，百兆瓦级氢储能项目“张家口 200 MW/800 MWh 氢储能发电工程”通过初步设计评审，预计2023

110、 年建成投运，将成为全球最大的氢储能发电项目。该项目整个发电区由80 套 1000 Nm/h 大型电解水制氢装置、96 套吸放氢金属固态储氢装置、384 台640 kW 燃料电池模块、以及逆变、升压电气设备组成的大型制氢储氢、发电系统。值得注意的是，2022 年 10 月国家能源局关于政协第十三届全国委员会第五次会议第 01990 号提案的答复中指出，赞同发展大规模液氢储能技术，积极支持氢能产业高质量发展，这为氢储能技术发展提出了另一条前景广阔的技术路径。3.2.3.3 氢能分布式发电及热电联产技术 发展氢燃料电池分布式热电联供设施，推动在社区、园区、矿区、港口等区域内开展氢能源综合利用示范。

111、依托通信基站、数据中心、铁路通信站点、电网变电站等基础设施工程建设，推动氢燃料电池在备用电源领域的市场应用。在可再生能源基地，探索以燃料电池为基础的发电调峰技术研发与示范。结合偏远地区、海岛等用电需求，开展燃料电池分布式发电示范应用。可结合增量配电改革和综合能源服务试点，开展氢电融合的微电网示范，推动燃料电池热电联供应用实践。并鼓励结合新建和改造通讯基站工程，开展氢燃料电池通信基站备用电源示范应用，并逐步在金融、医院、学校、商业、工矿企业等领域引入氢燃料电池应用。2021 年 5 月，由东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司自主研制的 100千瓦级商用氢燃料电池冷热电联供系统正式发运交付。该系

112、统发电效率大于52%，热电联供总效率超过 90%，支持离网并网、孤岛运行和黑启动，同时对外提供 65?热水。2021 年 10月，由广东国鸿氢能科技有限公司承担的“绿色制造系统集成项目-氢燃料电池发电系统绿色设计平台建设项目”通过国家工信部验收。2021 年 11 月，中集安瑞科控股有限公司与松下电器中国东北亚公司签订谅解备忘录，围绕松下氢能热电联供模块及技术，携手研发氢电综合应用(热电联供)端集成化产品(简称“氢能热电联供系统”)，为氢电综合应用产品在中国中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）37 的规模化推广进行技术

113、投入及储备，提高氢能利用效率，助力国家“双碳”战略目标的实施。2021 年 10 月，江西共青城市人民政府与国家电投集团江西电力有限公司签订全面战略合作协议，重点投资氢能发电设备研发和制造、钙钛矿型或异质结新型太阳能发电组件设备研发、制造和整市新能源开发，预计年产2000 套 200 KW 氢能发电设备。2021 年 11 月，浙江高成绿能科技有限公司中标浙江正泰新能源开发有限公司的燃料电池电站项目和巨化集团氢能方舱系统项目。此前，高成绿能于 2020 年完成了全国首个 5G 基站燃料电池备用电站的建成和交付使用；2021 年，高成绿能的全国首个氢电双向转换及储能一体化燃料电池电站在湖州成功投

114、运；2021 年 6 月，由浙江高成绿能组织生产的 20 kW燃料电池热电联产系统已成功交付到嘉兴红船基地“零碳”智慧园区。2022 年初，由河南豫氢动力有限公司承建的国家电网 100 kW 级燃料电池热电联供系统正式发运交付台州大陈岛，其系统发电效率超过 51%，低热值热电联供综合效率超过 95%，系统交流并网峰值功率为 150 kW。2022 年 3 月，上海鲲华新能源科技有限公司(简称“鲲华科技”)发布了氢储能发电系统，从 500 kW、1 MW、2 MW 根据场景需要进行组合，适用于可再生能源大规模、长时间的储能并网，还包括社区、商业分布式发电、热电联供、IDC 备用电源等领域。202

115、2 年 7 月，六安兆瓦级氢能综合利用示范站首台燃料电池发电机组成功并网发电，这是国内首座兆瓦级电解纯水制氢、储氢及氢燃料电池发电系统。该示范站采用先进的质子交换膜水电解制氢技术，年制氢可达 70 余万标方、氢发电 73万 kWh。3.2.3.4 氢能在工业领域的应用 高能耗、高排放是煤电、石化、化工、钢铁、有色冶炼、建材等大型工业项目的固有特征，因此我国工业领域的减碳压力巨大，而氢能将发挥越来越重要的作用。为此，要不断提升氢能利用经济性，通过技术创新降低清洁低碳氢能(即绿氢或蓝氢)的制取成本，拓展其在化工行业替代的应用空间。另外，开展以氢作为还原剂的氢冶金技术研发应用。探索氢能在工业生产中作

116、为高品质热源的应用。扩大工业领域氢能替代化石能源应用规模，积极引导合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等行业由高碳工艺向低碳工艺转变，促进高耗能行业绿色低碳发展。结合国内冶金和化工行业市场环境和产业基础，探索氢能冶金中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）38 示范应用，探索开展可再生能源制氢在合成氨、甲醇、炼化、煤制油气等行业替代化石能源的示范。2021 年 4 月，建龙集团内蒙古赛思普科技有限公司在内蒙古乌海市国家级低碳工业示范园，建成具有自主知识产权的氢基熔融还原冶炼高纯铸造生铁项目，并成功投产。2021 年 5 月，河

117、钢宣钢举行氢能源开发和利用工程示范项目开工建设，标志着全球首例氢冶金示范工程正式启动建设。该项目充分利用张家口地区国家级可再生能源示范区优势，打造可推广、可复制的“零碳”制氢与氢能产业发展协同互补的创新发展模式。2022 年 2 月，宝钢股份“零碳”冶炼项目-宝钢湛江钢铁百万吨级氢基竖炉项目开工建设，将作为钢铁行业低碳冶金示范性、标志性项目，未来基于该项目将利用南海地区光伏、风能配套上“光-电-氢”、“风-电-氢”绿色能源，实现绿氢全流程零碳工厂。此外，国内多家钢铁集团致力于绿色低碳氢冶金技术研发及工业化应用，促进我国氢冶金技术的进步、不断拓展氢能在工业领域的应用。3.3 中国发展氢能产业的优

118、势 3.3.1 绿氢生产的规模化发展道路 氢能作为一种新型清洁能源，较传统化石能源而言，具有来源多样、清洁低碳、灵活高效的特点，可广泛应用于能源、交通、工业、建筑等领域。绿色氢能是指采用可再生能源转化的电力电解水所制备的氢气，因其从生产到消费全过程碳排放量几乎为零而被称为“绿氢”。我国可再生能源制氢潜力巨大，已连续多年成为全球最大可再生能源投资国，风电、光伏、水电等可再生能源装机规模均为世界第一，为绿氢的发展奠定了充分的基础。2022 年 3 月，国家发改委和国家能源局联合发布了氢能产业发展中长期规划(2021-2035)(下称规划)，以 2060 年碳中和为总体方向，进一步明确了氢能在我国能

119、源体系中的角色定位以及在绿色低碳转型过程中的重要作用，强调了以可再生能源制氢和清洁氢为核心的氢能发展方向。并从我国氢能产业发展的战略定位出发，提出了氢能战略定位、发展基本原则及 2021-2035 年分阶段发展目标，如图 3-2 所示。中国制冷学会 再生明确输用绿氢202投产据统其中及可生氢到 1多数3.3.能向储氢送和的产2022 年 6生能源发展确要推动可用产业发展氢生产基地21 年 4 月，产吹响了绿统计，2022中在建项目可再生能源氢 100 行动100 GW的数应用场景.2 氢能转化氢气的安向大规模方氢、固态储和固态氢输产业发展基中国氢中国氢液液6 月国家发展规划，在可再生能源规展条

120、件较好的地。2020 年位于宁夏绿氢大规模发2 年以来，国总装机规模源供给情况，动倡议，提目标，在此景的平价条件化贮存输运产安全、经济、方向发展的重储氢和有机液输送。虽然中基础雄厚，高液液化、储运化、储运技技图 3发展改革委、在促进可再生规模化制氢的地区推进年后，“双碳夏宁东基地的发展的号角国内在建及模达到 111落基山研提出力争 20此目标下可将件，可有效产业的基础、高效的储重要因素。液态储氢等中国氢能市高压气态储技技术及应用术及应用发发39 3-2 氢能中长国家能源生能源储存氢利用，在进可再生能碳”目标的建的国家级太角，也是中及规划可再生15 MW 以上研究所(RMI)030 年全国将终端

121、可再效推进绿氢的础雄厚 储运是氢能氢气的储等方式，运市场虽然起储氢应用较发发展研究报告展研究报告长期规划源局等 9 部存消纳和高比可再生能源源发电产业建立极大的太阳能电解水国已建的规生能源制氢上。结合)、中国氢能国可再生能源再生氢成本的大规模应高效利用的存主要有高输主要包括步较晚，但为广泛，低（2023）（2023）门联合印发比例利用可源发电纯成业化发展，的推动了绿水制氢综合规模最大的氢总规模达到规划、“双能联盟研究源制氢电解降至 13 元/应用。的关键，同高压气态储括气态氢输但氢能转化低温液态储发“十四五可再生能源方成本低、氢能打造规模化氢项目发展合示范项目正的绿氢生产项到 4743 MW双

122、碳”目标需究院提出可解槽装机规模/千克，接近同时也是影响储氢、低温液输送、液态氢化储存输运相储氢在航天领 五”可方面，能储化的展：正式项目。W，需求可再模达近大响氢液态氢输相关领域中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）40 得到应用，有机液态储氢和固态储氢得到快速示范发展。气态储运中，长管拖车运输适用于短距离、小规模储运已广泛应用，而管道输氢是实现大规模、低成本氢气输送的最佳方式，主要包括新建纯氢管道输氢和利用现有天然气管道掺氢运输。纯氢输送管道，国内已建有包括巴陵-长岭氢气输送管道在内的管道约 400 km，多条长距离

123、、高压力输氢管道正在设计研究中。到 2020 年底，中国天然气输送总容量达到近 8.6 万公里，基于现有天然气管网的优势，将氢气掺混入天然气管道网络也被视为可行的氢气运输解决方案，有望解决氢气规模化运输的难题。由于管道系统复杂，目前正在快速开展相关实验工程，公开报道的掺氢已有朝阳可再生能源掺氢示范项目等 8 条管道，覆盖掺氢范围 5%20%，并逐步向长输和中高压管道延伸。液态储运中，国内低温液氢储运技术相对成熟，国内在航天用液氢的基础上，发展民用液氢产业，目前已有氢液化、液氢运输和加注全链条技术应用实践。同时，为解决氢储运密度低、成本高的困难以及本质安全性弱的问题，液氢载体转化及储运相关技术实

124、践也全面展开：在成熟氨化工基础上，“氨能”发展迅速，大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目工程等一批绿氨工程快速推进；1990 年国内首条液氨长输管道开启氨的规模化输送，目前已有约 160 km 液氨管道。固态储氢体积储氢密度高、低压和储运安全，是储氢技术研发的前沿方向，国内已形成镁储氢、稀土系储氢和钛系等技术路线，逐渐在氢储能、加氢站等场景进行应用示范。3.3.3“双碳”目标驱动氢能应用产业的崛起“双碳”目标下，氢能产业蓬勃发展，在交通、工业、建筑和储能等多领域广泛推广应用，带动氢能产业快速崛起。在交通领域，氢燃料电池示范城市群等国家、省市政策推动下，车辆及加氢站数量快速增加。截至 2021 年

125、年底，如图 3-3 所示，我国已建成加氢站 218座，氢燃料电池汽车保有量约 9315 辆，已成为全球最大的产氢国和燃料电池商用车市场。2022 年北京冬奥会示范运行超过 1000 辆氢燃料电池汽车，配备 30多个加氢站，是全球规模最大的一次燃料电池汽车示范。从产业未来规划来看，目前已有北京市、河北省、上海市、广州市、等数十个省(市)和地区发布了氢能产业发展规划/实施方案/行动计划；在已经发布的地方规划中，预计到 2025中国制冷学会 年燃累计启动钢铁备全使用中石同时于突用氢如图“氢区、交通燃料电池汽计产值将超在工业领动建设“全球铁冶金工艺全氢工艺试用氢气。在石油集团计时，基于绿突破绿氢技在建

126、筑领氢能应用新图 3-4 所示进万家”，五个氢能通移动用能中国氢中国氢液液汽车累计推广超过 9600 亿领域，绿氢冶球首例富氢艺变革。202试验条件的氢在石油化工领计划在玉门油绿氢的“绿氨技术瓶颈，大领域，国家“新模式，带动示，2021 年围绕“一条能社区”的建能、港口、高液液化、储运化、储运技技广量将超过元。图 3-3冶金、绿氢氢气体直接还21 年 12 月氢基竖炉直领域绿氢替油田、云南氨”、“绿色甲大幅降低用“十四五”重动氢能供应4 月，山东条氢能高速、建设目标，高速等多场技技术及应用术及应用发发41 过 15 万辆，3 中国加氢站氢化工项目加还原示范工月，中国宝直接还原示替代灰氢方南石化

127、等油甲醇”也将逐用氢成本，重点研发计划应体系建设东启动全国、二个氢能开展将氢能场景的应用示发发展研究报告展研究报告加氢站将超站建成数量加速落地。工程”，从改宝武开工建设范工程及配面，国内企田化工企业逐步铺开。为规模化绿划推动“氢进，为氢能关国首个氢能大能港口、三个能利用进入示范。（2023）（2023）超过 1000量 2021 年 5改变能源结设全球首套配套设施，企业也已开业开展绿电规模化的绿氢提供广进万家”示关联产业发大规模推广个科普基地入工业园区座，氢能产 月，河钢集结构入手，推套百万吨级、可按不同比开展了技术示电制氢项目示的示范项目有广阔的应用市示范工程探索发展打下基础广应用示范项地、

128、四个氢能区、社区楼宇产业集团推动、具比例示范。示范。有助市场。索民础。项目能园宇和中国制冷学会 国家储能成，代替目，3.3.链不氢能3 月等多如表在储能领家能源局印能”范畴，2项目采用替火力发电张家口 20.4 政府、资“双碳”战不完善、成能产业繁荣政府层面月，中国第多部门陆续表 3-3 所示。中国氢中国氢液液图领域，全面介印发关于加021 年 9 月PEM 水电电调峰，同时00 MW/800资本、科技联略政策驱动成本过高、技荣发展。面，产业规划第一次将氢能续发布支持、。液液化、储运化、储运技技图 3-4 氢能进介入风光氢加快推动新安徽省六安电解制氢技术时兼具氢能0 MWh 氢储联动促进氢动下

129、，氢能技术等问题划、技术突能发展纳入、规范氢能技技术及应用术及应用发发42 进万家智慧氢储一体化示新型储能发安市的兆瓦术，可以将能发电功能储能发电工氢能繁荣 能产业发展潜题，但是国突破、财政支入政府工作报能产业发展发发展研究报告展研究报告慧能源城市示示范体系。展的指导意瓦级氢能综合将过剩的电力。全球规模程也在有序潜力巨大，内政府、资支持等氢能报告后，工的政策，为（2023）（2023）示意图 2021 年，意见，将氢合利用站联力转化为氢模最大的氢序推进。虽然目前资本、科技能相关政策频工信部、国为氢能产业 国家发改委氢能纳入“新联调试验顺利氢能储存起来氢气储能发电前仍面临着产技多方联动共频出。2

130、019国务院、发改业发展注入动委、新型利完来，电项产业共促9 年改委动力，中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）43 表 3-3氢能推广阶段的国家政策 时间时间 相关部门相关部门 政策名称政策名称 主要内容主要内容 2016.4 发改委、国家能源局 能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)提出氢能发展目标：实现大规模、低成本氢气的制取、存储、运输、应用一体化；开发电解质膜燃料电池并实现在汽车领域的应用。2019.3 国务院 2019年政府工作报告政府工作报告首次写入鼓励加氢站等基础设施建设 2020.4 国家能源

131、局 中华人民共和国能源法(征求意见稿)首次将氢能列入能源范畴，从法律层面明确了氢能的能源地位 2020.9 财政部、工业和信息化部、科技部发展改革委等 关于开展燃料电池汽车示范应用的通知 采取“以奖代补”方式对示范城市给予奖励，重点围绕关键零部件的技术攻关和产业化应用开展示范，支持燃料电池汽车关键核心技术产业化 2021.3 国务院 中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035年远景目标纲要 在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化和加速计划，谋划布局一批未来产业。2021.10 国务院 2030前碳达峰行动方案 明确氢能在碳达峰中的重要作用，探索在工业、交通

132、运输、建筑等领域规模化应用 2022.3 国家发改委、国家能源局 氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)，明确氢的能源属性，提出氢能产业发展基本原则、各阶段目标，部署推动氢能产业高质量发展重要举措2022.6 国家发展改革委、国家能源局等 9 部门“十四五”可再生能源发展规划 促进可再生能源储存消纳和高比例利用方面，明确要推动可再生能源规模化制氢利用 中国制冷学会 场化投资业依布局平及科技输配持续LNG生能研究 资本层面化原则支持资基金布局依托技术储局。科技层面及综合研发技部氢能重配体系、氢续开展持续G、稀有气能源制氢、究，将在“十中国氢中国氢液液面，规划持氢能创新型局和投资的重储备、

133、产业基面，在国家、发能力，在氢重点专项围绕氢能便携改质续性的技术支气体等技术特氢能规模化十四五”期间液液化、储运化、储运技技明确指出，型企业，促重点，氢能基础、资金图 3-5 氢能、省市及企氢能制取、绕氢能绿色质与高效动支撑和引领特色，加大化储运、大间形成完成 技技术及应用术及应用发发44 鼓励产业促进科技成能产业基金募金优势及行能产业基金企业科技投储运及综色制取与规动力系统及“领。中国石大了氢能领大规模氢气的氢能产业发发展研究报告展研究报告业投资基金、果转移转化募集情况如业影响力不金募集情况入逐步增加合利用、安模转存体系“氢进万家”油工程建设域技术研发液化、氢能业技术链。（2023）（202

134、3）、创业投资化，氢能产如图 3-5 所不断整合，加，旨在提安全等技术系、氢能安”综合示范设公司发挥发投入，开能储存设备 资基金等按照产业链成为产所示。产业链拓展氢能业 提升核心技术术方向全面推安全存储与快4 个技术方挥天然气处理开展了针对可备等技术、装照市产业链企业务术水推进。快速方向理、可再装备中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）45 4 氢液化、储运技术及应用产业发展与相关政策 4.1 产业发展现格局及方向“双碳”的目标推动了能源结构由化石能源为主调整为可再生能源为主，氢能作为一种重要的可再生能源载体为实现“双碳

135、”目标提供了一条重要的技术路径。可再生能源具有能量密度低、间歇性和不稳定性等缺点，因此对能量储存的需求很高。构建可再生能源与液氢结合的电氢系统，建立液氢的产业路径，实现新能源与氢能的优势互补、良性发展。而氢液化、储运技术的发展是构建高密度、轻量化、低成本的氢能储运体系及电氢系统的重要一环，需实现质的突破。液氢产业链主要包括，氢液化、液氢储运(槽车，铁路，船、管道)、液氢应用(加氢站、燃料电车、液氢储能、高纯气体)。在上述产业链中，液氢承担了能源载体、储能介质及工业原料等多个角色，且液氢在产业应用中，难以混入其他杂质，能够保证气化后氢的纯度，应用于半导体、硅晶片、光导纤维及炼钢等领域，有助于提升

136、材料基础产业的水平。4.1.1 国外液氢产业格局及方向 液氢是现有的有效储氢密度最大的方式。目前国外液氢发展已经相对成熟，从液氢的储存到使用，包括加氢站建设都有比较规范的标准，但获取液氢的过程存在较高技术门槛，对制、储、运等各环节装备均有较高要求，规模化制取液氢时必须要考虑其能耗和效率等指标。现阶段液氢储运逐渐成为研发重点，技术成本持续下降，日、美、德等国已将液氢的运输成本降低到高压氢气的八分之一左右。4.1.1.1 液氢工厂建设方面 目前，美国是全球最大、最成熟的液氢生产和应用地域，其液氢工厂产能全部为 5 吨/日以上的中大规模，其中 1030 吨/日以上占据主流。全球主要液氢生产国家及其产

137、能如表 4-1 所示。从表中可以看出，目前全世界在运营的液氢工厂已有数十座，液氢总产能近 500 吨/天。其中，美国拥有十余座液氢工厂，液氢产能高于 326 吨/天；此外，加拿大的液氢总产能约为 80 吨/天，此部分液中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）46 氢也主要供应美国；欧洲的液氢总产能约为 29 吨/天；亚洲液氢总产能高于 49吨/天，其中日本液氢总产能占比较大，达到 43 吨/天。在全球范围内北美的液氢产量占全球液氢产量的 80%以上，远高于其他国家。表 4-1 全球主要液氢生产国家及其产能 国家国家 装置装

138、置/套数套数 总产能总产能(吨吨/天天)美国 18 326 日本 11 43 加拿大 5 81 中国 5 6 法国 1 10 德国 1 9 荷兰 1 5 圭亚那 1 5 4.1.1.2 液氢储运方面 目前世界上最大的液氢储罐是位于美国的肯尼迪航天发射场的液氢球罐，容积 3800 m。未来，挪威计划建设单个容积道道 50000 m的液氢储罐。国外液氢技术较为成熟的国家大多采用液氢槽车运输。虽然这种运输方式单趟可运输更多的氢，经济性更高，但常见的 30 m60 m的液氢槽车运输，其单趟氢运量也仅在数十吨以内；对于铁路运输，单节槽车大约能够达到 115 m的容量；而采用液氢运输船进行海上运输，单趟氢

139、运量相比液氢槽车及铁路可运输更多的氢能，比如日本的液氢运输船可以达到 2500 m，挪威完成了 9000 m的船用液氢容器的概念设计。在特别的场合，液氢也可用专门的液氢管道输送。由于液氢贮存的容器及输送液氢管道都需要高度的绝热性能，还会有一定的冷量损耗，所以管道容器的绝热结构较复杂，一般只适用于短距离输送。4.1.1.3 液氢应用方面 目前全球液氢储氢型加氢站占比接近 40%，主要集中在美、欧、日。日本岩谷产业公司已建立液氢加氢站约 16 座，美国液氢加氢站建设企业以 Plug Power、Air Product 公司为主，法国液氢加氢站建设企业主要是林德公司(Linde)。中国制冷学会中国氢

140、液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）47 由于氢能的单位能量功率密度高，在液氢重卡，物流车等领域也具有广泛的应用场景。尼古拉、戴姆勒、北汽福田、巴拉德国内外多家车企、燃料电池系统企业都已经启动了液氢重卡汽车的项目，但总体来看，目前液氢重卡仍处于研发阶段。韩国铁路研究所近日宣布正在研究以液氢为动力的火车头，其最高时速为 150 公里，最大行驶里程 1000 公里以上，充氢所需的时间预计比气氢机车减少 20%。未来，针对可再生能源(风能发电、光伏发电、水力发电等)受地理位置、气候或气象条件、时间等外部因素影响，电力供应存在不稳定性和间歇性等

141、缺点，也可采用液氢储能的方式配合可再生能源实现调峰，提高电力供应的品质。在国际上，美国、欧洲、日本等发达国家更是将氢能规划上升到国家能源战略高度，液氢产业链的技术成熟度也相对较高。具体来看：(1)美国：重视产业和前瞻技术掌控美国：重视产业和前瞻技术掌控 美国从 50 年代后期开始以工业规模生产液氢，所生产的液氢除供应大型火箭发动机试验场和火箭发射基地以外，还供应大学、研究所、食品工业、化学工业、半导体工业、玻璃工业等部门。进入 21 世纪以来，以美国为首的发达国家和地区的经济在经历了近 10 年的快速增长后增长速度明显放慢，液氢产品的消费增长速度也有所降低，但仍高于经济的平均增长速度。近几年，

142、随着美国国内环保意识的增强，要求各行各业减少环境污染的呼声也日益高涨。航天、汽车行业也不例外，要求开发新型环保型生产工艺逐渐迫切。因此，近年来，美国加大液氢工厂的建设力度，美国普莱克斯公司、美国空气化工产品有限公司、法国液化空气集团在美国相继新建的液氢工厂规模都在 30 吨/天及以上。近几年新建的大规模的典型液氢工厂如下：普莱克斯 2018年 11 月在德克萨斯州 La Porre 开工建设第五座液化氢工厂，产能大于 30 吨/天，于 2021 年投产，新设施将从现有的墨西哥湾沿岸氢气管道网络中提取氢气，然后通过拖车将氢气运送给最终用户。美国空气产品公司(Air Products)2019 年

143、初在美国西部建造一个日产百吨级的液氢工厂，致力于氢能源市场，向位于加利福尼亚州的加氢站提供液氢。液化空气公司在美国建设拉斯维加斯液氢工厂，中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）48 开设了 30 吨/天液态氢生产和物流基础设施，向位于加利福尼亚州的加氢站提供液氢，该工厂投资 2.5 亿美元，每日可生产 30 吨液氢，部分生产原料来自垃圾填埋场的可再生天然气(RNG)，使用的是液化空气公司先进的分离膜技术，已于 2022年投产。在产业链后端应用上，肯尼迪空间发射中心除了设置有大型球罐以外，还设置有液氢驳船，驳船上装载有容量

144、很大的贮存液氢的容器，液氢贮存容量可达 1 000 m3。这种驳船可把液氢通过海路从路易斯安那州运送到佛罗里达州的发射中心。显然，这种大容量液氢的海上运输要比陆上的铁路或高速公路上运输经济，同时也更加安全。在液氢管道运输在美国肯尼迪航天中心也有应用案例，采用真空多层绝热管路输送液氢。此外，美国国家航空航天局(NASA)致力于推进液氢技术在航空和国内项目的应用与新技术研发。例如，克利夫兰的格伦研究中心(Glenn Research Center)正致力于利用先进的绝缘技术，确保液态氢零蒸发存储技术的安全性。密西西比州的斯坦尼斯航天中心(Stennis Space Center)正在帮助开发液氢驳

145、船，该驳船可用于为火箭发动机测试提供燃料。阿拉巴马州的马歇尔航天飞行中心(Marshall Space Flight Center)正在测试接触氢的材料的强度。NASA 最新的液氢存储球罐即将建成启用，成为世界上最大的液氢存储单元，以取代 NASA 1966年建造的存储球罐。该储氢罐容量为 125 万加仑(4731.76 m3)，比 1966 年建造的大近 50%。新球罐将在两个关键方面提高液态氢的储存能力。储罐最内层不再使用珍珠岩绝缘系统，而是使用玻璃气泡，这是一种成本更高的替代品，预计性能会提高 40%-100%。新球罐还将使用 NASA 开发的内部热交换器，以提供主动热控制。这种储罐的最

146、大蒸发速率将低于每天 0.05%。在车载应用上，上世纪 80 年代初，作为美国能源部(Department of Energy，DOE)“替代燃料实施项目”的一部分，对氢能汽车进行了为期两年半的试验研究工作，该项试验的首要任务是研究车载液氢存储和加注，并采用通用(GM)公司别克 1979 款“世纪”汽油内燃机轿车作为载体进行路试。2022 年美国尼古拉公司氢燃料电池重卡车队进行加氢商业示范，同年，巴拉德动力系统与查特工业公司成功测试了一款由液氢驱动的燃料电池，相关设备采用了巴拉德 FCmove-HD 燃料电池和查特车载液氢(“HLH2”)燃料系统。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究

147、报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）49 为进一步推动氢能产业的发展，美国发布氢能项目计划。美国能源部将联合工业部、科技部、国家实验室、联邦和国际机构以及其他相关机构共同推进，致力于氢能全产业链的技术研发，为满足每个技术领域的关键需求，制定中-长期发展规划。液氢作为关键的运输、储存方式，重点发展液氢槽车运输，液氢容器，低温液态储氢和低温压缩储存。(2)欧洲：实现战略布局规划欧洲：实现战略布局规划 欧盟将氢能作为新能源发展战略和低碳经济模式的主要形式，积极在战略层面布局规划，凭借强大的政策支持，在市场化运作下已逐步打造起趋于完善的氢能产业链。欧洲地区是最早使用液氢的

148、地区，西欧液氢消费主要集中在德、英、法等国，年均增长率为 7%-10%，液氢用途很广，品种繁多。国际低温巨头林德(Linde)、液化空气集团(Air Liquide)均为欧洲的液氢企业，均已形成了超大规模、跨国经营的格局，产品涉及各种行业，遍及世界各地。作为老牌工业气体公司，林德集团、液化空气在氢能产业链的上游制取和中游储运加环节，均具备成熟的技术以及产业化能力，涵盖透平膨胀机、长管、高压气氢储罐、低温液氢储罐、液氢泵和加氢机等设备。此外，欧洲液氢企业正在积极运用高新技术，争取在高端领域占据更大份额。例如，液化空气集团(Air Liquide)承诺到 2020 年用于氢能的氢气一半以上都是脱碳

149、的，即无碳排放的氢气。为配合集团的“蓝氢”战略，巴黎研发中心正在开发一系列高效的低碳排放制氢储氢运氢及加氢技术，氢液化储存运输和加注的开发应用是其 7 大重点之一。迄今为止，液化空气集团(Air Liquide)已经建成或正在设计建造的氢液化装置超过 40套。在海运方面，2019 年，BKK、液化空气集团(Air Liquide)和挪威国家石油公司(Equinor)致力于建立液态氢海上价值链项目-Aurora，现已完成工程前阶段，到 2024 年初使液态氢可用于商业运输。该项目是三方合作的项目，旨在为海运业建立完整的液态氢供应链，帮助海运业脱碳，并成为零排放替代品。项目涵盖了新建的液态氢(LH

150、2)生产设施，每天交付 6 吨电解产生的绿色液氢。通过与威廉森计划中的液态氢动力滚装船-“托皮卡(Topeka)”，将把蒙斯塔德的液态氢分配到挪威西部。加拿大和欧洲在共同撰写的“Euro-QuebecHydro-Hydrogen 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）50 Pilot Project”报告中提出，计划将液氢从加拿大运往欧洲。报告重点对在甲板上设置多个液氢贮罐(总容积达 1.5 万 m3)这种船运方式。德国针对未来液氢海上大规模贮运已经展开了对总容积为 12万 m3 的大型液氢运输船的研究工作。在液氢运输车

151、方面，1979年，宝马公司(BMW)展出的 BMW520 h 燃料汽车，其就采用液态氢存储系统。后续推出的 7 系列液氢动力车型(BMW745 hL)实现了小批量的生产和全球示范，该车型是目前为止唯一采用液氢模式并可量产的车型，其余车型均属于在研制或试验样车。2020 年 9 月，戴姆勒发布了梅赛德斯-奔驰 GenH2 概念卡车，GenH2 液氢重卡载重 25 吨，将携带两个 80 公斤(每个 40 公斤)液氢储罐，燃料电池系统配备 2 个功率达 150 kW的电堆。(3)日本：致力于实现氢能社会，规模化并降低成本日本：致力于实现氢能社会，规模化并降低成本 日本在液氢方面起步较早，凭借日本国内

152、先进的技术实力，液氢取得了长足进步，产品多用于出口东南亚、欧洲和美国。日本曾是液氢的生产大国之一。目前，日本在这一领域的地位依然重要，但产量自 2000 年达到高峰以来已经明显下降。19912003 年期间，日本液氢产量减少了 20。由于国内市场需求下降，液氢工业产能过剩，从业人数大减。日本从国家战略层面致力于实现氢能社会，已经将液氢供应链体系的发展作为解决大规模氢能应用的前提条件。2014 年颁布的“能源基本计划”中将氢能定位为与电力和热能并列的核心二次能源，提出建设“氢能社会”的愿景，通过氢能在交通、家庭、工业乃至全社会领域的普及应用，实现真正的能源安全。2022 年，日本川崎重工研发的

153、Suiso Frontier 成功从澳大利亚运输液化氢到日本神户，是全球首次以液化氢为载体的大型海上氢气运输。所运氢气由澳大利亚的褐煤生产，在当地的液化基地转化为液化氢，然后运输到日本神户的货物装卸基地。此外，川崎重工在神户机场建成了全球首个液化氢装卸基地“Hytouch 神户”，专门用于接收经由船运而来的液化氢。日本还将港口内现有各种设备的尺寸增加至 32 倍，以便实现规模化并降低成本，目标是到 2030 年将氢供应成本降至 30 日元/标准立方米。为了支撑液氢供应链体系的发展，解决液氢储运方面的关键性技术难题，企业积极投入研发，推出的产品大多已经进入实际检验阶段，如岩谷产业开发的大型液氢储

154、运罐，通过真空排气设计保证中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）51 储运罐高强度的同时实现了高阻热性。针对车载液氢应用，日本的武藏开发了数款液氢动力型号汽车，涵盖乘用车、皮卡、冷链物流车和载货车，并开展了一系列试验和测试工作，为液氢在车上推广应用积累了经验。4.1.2 国内液氢产业格局及方向 随着氢燃料电池、加氢站压缩机、整机集成技术等逐步国产化进程的可持续推进，氢能在制储运用各个环节的技术能力不断优化，氢能运输效率、运营成本等成为关键问题。近年来，随着国家碳中和目标及航天航空、国家能源等领域的需求，国内多个能源巨头、

155、科研机构和多家民营企业已经关注液氢产业的重要性，并逐渐寻求全国产化替代。当前，我国氢液化能力低下，全国在运行的四台小型氢液化器均通过特殊途径进口，合并产能仅有 5 吨/天，单机最大液化量仅为 2.5 吨/天。国外始终对氢液化关键技术及设备对我国采取限制和封锁的措施，已成为制约我国航空航天、国家能源安全、高技术产业的“瓶颈”。伴随国内液氢相关项目加速推进，液氢装备国产化不断提速，为氢能储运能力提升打开了新的空间。我国液氢贮运技术较国外发展相对缓慢，液氢贮罐前期主要依赖进口，目前国内也有几个大型低温贮存设备生产厂家，所生产的液氢贮罐多应用在液氢生产及航天发射场，如北京航天试验技术研究所、海南发射场

156、、西昌发射场等，均配有地面固定罐、铁路槽车及公路槽车，如：100 m3液氢贮罐，80 m3 液氢贮罐(立式)。在液氢终端应用上，中科院理化所在“863 计划”的支持下，于 2004 年开展了车载液氢储罐蒸发率理论与试验研究，测得 78 L 容积液氢储罐蒸发率达到8.36%，与国家先进水平有较大差距。2021 年 9 月，由清华大学牵头攻关，全球首辆 35 吨级、49 吨级分布式驱动液氢燃料电池重型商用车成功问世，并顺利通过我国液氢燃料电池汽车的首次综合测试，匀速满载续驶里程分别超过700 km、1000 km。该液氢重卡由北汽福田生产，搭载亿华通大功率燃料电池发动机。清能股份子公司 Hyzon

157、在 2021年中宣布将与 Chart Industries合作生产一款续航里程可达 1000 英里的液氢动力重型商用车。航天 101 所、奥扬科技、天海、富瑞特装等均已涉足车载液氢储氢系统。整车企业中，除了北汽福田，一汽、陕汽、中国重汽也在推进液氢重卡的研发。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）52 4.1.2.1 国家发展规划 2019-2022 年，中国已连续多年布局“可再生能源与氢能技术”国家重点研发计划，支持液氢产业的发展，突破产业核心技术瓶颈，加快关键部件和设备的国产化进程。国家发改委发布的氢能产业发展中长期

158、规划(2021-2035 年)中，液氢将作为储运体系的重要载体之一，在构建安全、稳定、高效的氢能供应网络中发挥重要作用。许多省份纷纷出台文件，加快培育一批拥有氢能源产业关键技术、核心装备和创新能力的企业，并且开始布局低温材料、密封、绝热技术及核心部件研究。国内液氢产业呈现出快速发展的态势。在液氢制备方面，重点开展大规模、低能耗氢液化系统研制，高效率、大流量氢透平膨胀机研制，高活性、高强度催化剂研制。在液氢运输方面，重点开展低漏热、高储重比移动式液氢容器研制。在液氢储运方面，优化大型固定式球形液氢储罐和运输用深冷储罐工艺，提高性能水平，降低日蒸发率。在终端应用上，积极推进液氢重卡，液氢冷链物流车

159、、液氢储能等产品的布局及研发。在政策支持上，2021 年 5 月，中国国家标准委正式发布了 GB/T 40045-2021氢能汽车用燃料液氢、GB/T 40060-2021液氢贮存和运输技术要求、GB/T 40061-2021液氢生产系统技术规范等三项液氢国家标准，并在 GB50516-2010加氢站技术规范中加入了液氢储存和应用等相关内容。这将为我国氢能产业的发展起到极大的助推作用。4.1.2.2 产业积极布局(1)中科富海助力液氢国产化加速中科富海助力液氢国产化加速 中科富海成立于 2016 年 8 月，是中科院理化所的科技成果转化及产业化公司，依托理化所在大型低温制冷系统的研发和制造方面

160、的突破，其核心技术应用涵盖液氢到超流氦温区大型低温制冷装备，工业气体到稀有气体电子特气一体化服务，天然气提氦装置和氢液化、液氢储运及加氢站全套解决方案四大领域。2022 年 2 月，中科富海控股子公司中科昊海自主知识产权的 1.5 吨/天液氢工厂项目已全面开工建设，其产出的液氢主要用于低温研究、加氢站示范工程、液氢储运的研究、航空航天需求、氢燃料电池汽车的研发以及液氢相关设备的中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）53 研发。2022 年 1 月，中科富海 1.5 吨/天氢液化器出口加拿大发运仪式在中山市翠亨新区中科富海

161、超低温科技园举行，中科富海 1.5 吨氢液化器是国内首套氢液化出口产品，打破了以往液氢技术及装备被国外“卡脖子”的格局，实现了从被限制到自主研发到亮相国际市场的华丽转变。(2)鸿达兴业为全国氢能源产业的发展带来积极的示范效应鸿达兴业为全国氢能源产业的发展带来积极的示范效应 2020 年 4月 25 日，由鸿达兴业投资兴建的中国首条民用液氢生产线经过系统联动调试，在内蒙古乌海开车成功，顺利产出液氢。这是中国液氢行业具有里程碑意义的一天，一举打破了中国民用液氢长期不能自主生产的困局，民用液氢生产调试建设项目取得了胜利。(3)国富氢能首台民用大型液氢储存容器开工国富氢能首台民用大型液氢储存容器开工

162、江苏国富氢能技术装备有限公司(下称“国富氢能”)以产业化推广为导向，在氢能领域深耕多年，攻克氢能装备“卡脖子”的核心关键技术，在加氢站成套设备、车载供氢系统和低温储运容器领域具有丰富的工程项目和商业化实践经验。低温液态储运氢技术方面，成功研制出民用 40 英尺超低温罐式集装箱以及车载小型液氢储氢瓶，完成针对引进国外 5 吨/天以上的氢液化工艺包进行国产适应性优化，完成配套燃料电池重卡的液氢供氢系统制造与测试。2022 年 3 月，国富氢能组织首台民用大型液氢储存容器开工仪式。本次民用大型液氢储存容器开工也标志着国富氢能在液氢储运装备上迈上了新的台阶，进一步推进民用液氢全产业链商业化运营的进程。

163、(4)国内首例车载液氢瓶火烧试验成功完成国内首例车载液氢瓶火烧试验成功完成 2021 年 6 月，北京航天试验技术研究所成功完成国内首例车载液氢瓶火烧试验。该试验瓶为高真空多层绝热结构的液氢重卡车载氢瓶，瓶内充装液氢真实介质，先后完成了蒸发率、维持时间和耐火烧性能等关键测试。(5)国家能源集团低碳院出海探索液氢商业化国家能源集团低碳院出海探索液氢商业化 近年来，全球范围内液氢的技术发展和产能建设都在加速。但目前液氢更多用于运输用途，直接上车或是其他类似的直接应用相对较少，一定程度上限制了液氢的发展规模。液氢重卡的出现，有望进一步加快液氢产业的规模化发中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研

164、究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）54 展。北京低碳清洁能源研究院(以下简称低碳院)通过液氢加注系统在美国亚利桑那州凤凰城，开始为美国尼古拉公司氢燃料电池重卡车队进行加氢商业示范，相关加注系统采用的是基于潜浸式高压液氢泵的液氢加注技术，刷新了大巴车加注数量、加氢枪加注速度、车载储罐加满程度等多项世界纪录。(6)大型能源企业加大液氢产业布局大型能源企业加大液氢产业布局 中国石油化工集团有限公司、国家能源集团、中国石油天然气集团有限公司、国家电力投资集团公司等大型能源企业加大液氢产业布局，基础设施领域投资逐步开展。液氢项目建设也是如火如荼，无论从液氢制备，还是液氢

165、加氢站项目，都发展火热。据不完全统计，从 2020 年后，目前国内已有数十个公开的液氢相关项目，具体情况汇总如表 4-2。表 4-2 2020 年之后国内液氢项目简要汇总 序列序列 时间时间 地区地区 涉及企业涉及企业 项目名称项目名称 项目介绍项目介绍 1 2022.2 山东淄博 齐鲁氢能 齐鲁氢能一体化及储氢装备制造项目 年产液氢 1.32 万吨，主要建设氢气提纯装置、联合制氢装置、液氢罐区、液氢重卡车载系统智能生产线、液氢加氢站成套设备(储罐)生产线厂房及配套公辅设施。2 2022.2/中科昊海 1.5 吨/天液氢气工厂项目 该液氢工厂项目包括有氢气的低温提纯和氢液化系统，建成后，该项目

166、将具备有年产液氢324万 Nm3的生产能力，预计2022年 6-7月调试投产。3 2021.11 浙江嘉兴 中石油 液氢油电综合供能服务站 设有一座 14 立方的液氢储罐，两台 9107 Pa 的高压储氢瓶，一台 3.5107 Pa 加氢机为氢燃料电池汽车加注氢气。4 2021.9 甘肃定西 中建航天 中国二冶 陇 西液 氢生产及碳减2021 年 9 月开工，包括液氢2600 吨生产线液氢 3900 吨生产中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）55 排示范基地建设项目 线、氢能物流园、氢能应用示范区、加氢站。5 2021

167、.9 河北定州 旭阳集团 河北旭阳氢能综合项目2021 年 9 月开工建设，主要建设 12000 公斤/天高纯氢生产装置、1000 公斤/天液氢示范装置以及高标准的能检测中心。6 2021.9 江苏无锡 中太海事 无锡特莱姆世界首座薄膜型液氢储运模拟舱 2021 年 9 月 28 日，中大公司成功建成世界首座薄膜型液氢储运模拟舱，通过权威机构的风险评估和独立第三方 SGS 公司检测合格。7 2021.9 北京 福田汽车 智蓝欧曼液氢重卡 该款液氢重卡为中国首创，智蓝欧曼液氢重卡采用 4 台额定功率 80 kW 的轮教电机驱动，该车拥有 110 kg 的储氢量，实际工况续航里程可达 1000 k

168、m以上。8 2021.9 北京 航天 101所氢液化系统航天 101 所研制的我国首套自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系统，2021 年 9月 9 日在航天 101 所调试成功，产出液氢。9 2021.9 北京 北汽福田 清华 液氢燃料电池重型商用车 清华联手北汽福田的全球首辆35 吨级、49 吨级分布式驱动液氢燃料电池重型商用车成功问世，顺利通过综合测试。10 2021.8 辽宁大连 大船集团 国创氢能 中船风电 液 氢/氢 储运技术 共同促进制氢、燃料电池及液氢/氢储运技术在船舶与海洋工程领域的创新应用与发展。11 2021.7 甘肃定西 航天 101所液氢工厂项目 航天 101

169、所作为国内液氢领域的中坚力量，于甘肃定西市开展液氢工厂项目的建设。12 2021.6 北京 航天 101所国内首例车航天 101 所成功完成国内首例中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）56 载液氢瓶火烧试验 车载液氢瓶火烧试验，实现了液气储存领域的突破。13 2021.6/鸿达兴业 国内首个规模化民用液氢项目 作为我国首个规模化的民用液氢项目，年产 3 万吨液氢项目将填补国内民用液氢规模化生产的空白。14 2021.6 内蒙古呼和浩特 空气产品 空气产品久泰高效氢能综合利用示范项目 呼和浩特首个万吨级绿色液氢能源项目-

170、空气产品久泰高效氢能综合利用示范项目签约。15 2021.5 河北定州 中科富海 液氢全产业链示范项目定州市人民政府与北京中科富海低温科技有限公司签约定州液氢全产业链示范项目。16 2021.2 广东佛山 上海重塑 佛燃能源 国富氢能 泰极动力 液氢储氢加氢站项目 上海重塑、佛燃能源、国富气能，泰极动力签署协议在佛山合作推进液氢储氢加氢站项目。17 2021.1 内蒙古呼和浩特 东华科技 空气化工产品 久泰呼和浩特 30 吨/天液氢项目 利用久泰新材料公司的合成气尾氢资源，依托空气化工产品公司先进的氢气提纯液化及储运技术 18 2020.12 四川雅安 中核国兴 空气产品 氢气液化、液氢加注项

171、目 要求共同开发、改进液氢领域装备技术，打造国内领先的液氢工程研发中心和液氢装置测试平台。19 2020.11 浙江嘉兴 林德中国 林德中国首个液氢项目在第三届中国国际进口博览会上，林德公司(Linde)和浙江嘉兴港区开发建设管理委员会、上海华谊(集团)公司签署协议。20 2020.10 重庆 重庆三十三科技中科院理化所中科富海 中 科 液 氢10 吨/天液氢生产储运一体化项目中科液氢第一期 10 吨/日项目，日产 10 吨，液氢年产能 3300吨。2021 年 10 月开工建设，2023 年 3 月集成调试、试生中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技

172、术及应用发展研究报告（2023）57 产。21 2020.9 江苏 富瑞特装 氢燃料电池车用液氢供气系统 2020 年 9 月 10 日，富瑞特装发布 定 增 预 案。公 司 拟 募 资6199.36 万元用于氢燃料电池车用液氢供气系统及配套氢阀研发项目。22 2020.9 北京 北汽福田亿华通 北汽福田首款液氢重卡该车核心部件均为国产供应，搭载亿华通大功率氢燃料电池发动机，功率为 109 KW 液氢储供系统由航天 101 所自主研发液氢瓶及一体化阀箱、复合汽化器等。23 2020.8 河南洛阳 国富氢能 洛阳炼化 华久氢能源有限公司氢能一体化项目 项目一期设计液氢 8.5 吨/天，液氢项目

173、2021 年 12 月建成投产，与液氢相关的液化工艺包技术、成套设备和技术服务均由江苏国富氢能技术装备股份有限公司提供。24 2020.6 河北定州/液氢制备储存设备制造项目 2020 年 6 月 8 日，在中国廊坊国际经济贸易洽谈会上，定州市液氢制备储存设备制造项目公开招商，项目建成后，年产液氢制备设备 50 套、液氢储罐100台。25 2020.6 浙江海盐 空气产品 海盐氢能源基地 2020 年 6 月开工其中包括空气产品公司(Air Products)在中国的首座液氢工厂。该项目一期工程预计 2022年投产。26 2020.5 浙江嘉兴 嘉化能源 嘉化能源氢能综合利用项目 2020 年

174、 5 月获批开建，该项目规模为每小时 1 立方液氢，约合每天 1.5吨。27 2020.4 内蒙古乌海 鸿达兴业 氢液化工厂项目 该液化装置调试完毕并投产生产出液氧、高纯气超纯氢，这中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）58 是中国首次由民营企业生产出液氢产品，民用化起步。28 2020.4/中石化巴陵石化 液氢工厂项目 2020 年 4 月签约，充分利用巴陵石化己内酰胺生产线富余的工业副产氢，达产后日产液氢60吨。(7)积极推进国际合作积极推进国际合作 国际工业气体企业在中国与氢能上游企业开展合作，参股本土企业。1)林

175、德集团林德集团(The Linde Group)2018 年 1 月，林德集团(The Linde Group)与长城汽车合作，引入中国市场第一套液氢泵系统，助力长城汽车布局液氢加氢站。2019 年 11 月，林德集团与宝武集团新建全资子公司宝武清洁能源有限公司签署液氢领域战略合作协议，共同投资液氢生产装置和基础设施，并在中国液氢市场的调查研究、布局规划、氢能源产业发展、项目开发等领域开展互惠合作。2020 年 7 月，林德与与中国海洋石油集团有限公司旗下子公司中海油能源发展股份有限公司签署合作意向书，林德将为其提供储运和加注等方面的技术支持。2020 年 8 月，林德集团成员比欧西(中国)投

176、资有限公司与淄博市能源集团签约氢能源综合利用合作项目，该项目涵盖制氢、液化、储运、加注和氢能设备制造等环节，将开展氢能全产业链服务。2)液化空气集团液化空气集团(Air Liquide)液化空气集团(Air Liquide)在中国的氢能项目最早可追溯至“长征五号”航天项目。2008 年，蓝星(海南)航天化工有限公司引进液化空气的冷箱设备和指定配套的德国凯撒公司的压缩机，为“长征五号”提供液氢燃料。2018 年 11 月，厚普股份与液化空气全资子公司 ALAT 签订合作协议，合资成立液空厚普氢能源装备有限公司，在成都设立产品开发和氢能产业基础设施生产中心，助力加氢机及其核心零部件国产化，形成自主

177、知识产权，并向全国和全球范围输出加氢机设备。2019 年 11 月，在两国最高领导人的见证下，液化空气和中国石化签署合作备忘录。液化空气将参股中国石化新成立的氢能公司，共同推动氢能和燃料中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）59 电池汽车整体解决方案在中国的推广和应用。3)空气产品空气产品(Air Products)2018 年 9 月，空气产品(Air Products)与中科富海签署合作协议，于广东省中山市建设我国首座商业化液氢加氢站。该加氢站按照美国汽车工程师协议J2601 商用加氢站技术标准，设计日加氢能力为 5

178、00 kg，可按需扩展至 1500 kg，并同时具备 3.5107 Pa 和 7107 Pa 加注能力。根据协议，空气产品将为该加氢站提供两套世界领先的液氢加氢站成套设备。2019 年 3 月，空气产品与嘉化能源和三江化工签署氢能综合项目三方合作协议，利用嘉化能源和三江化工的工业副产氢，投资建设液氢项目。2020 年 6 月，空气产品公司(Air Products)位于浙江省嘉兴市的海盐氢能源基地已于 9 日正式开工。该氢能源基地分为三个项目，分别涉及氢能源制备和分装、氢能产业关键设备零部件制造、氢能源利用示范城市建设，总投资达数亿美元，项目将分期实施，一期液氢工厂项目预计 2022年投产。4

179、.1.2.3 发展方向 通过对近期全球液氢产业发展最新格局及趋势的分析，可以看出，在推动液氢发展的过程中，全球主要发达国家逐步形成了各具特色的发展模式。借鉴发达国家的发展经验，进一步探索我国液氢产业发展方向，建议从以下四个方面创新突破：一是提高科研创新能力，引领关键技术发展；二是推动应用场景多元化，开启多领域规模应用示范；三是打造国内强势品牌，进军国际市场；四是加强国际开放合作，推动氢能产业国际化发展。(1)提高科研创新能力，引领关键技术发展提高科研创新能力，引领关键技术发展 科技创新是能源高质量发展的第一动力，欧盟、美国、日本等发达经济体为确保液氢发展的领先地位，十分重视氢液化、储运产业链上

180、下游的相关技术培育，涉。而我国液氢产业处于发展初期的技术经验积累阶段，中小型氢液化自主国产化能力初步成型，能够满足当前氢能源在我国起步发展示范阶段的推广应用需求，但是大型氢液化装置与国际先进水平存在一定差距，同时我国部分关键基础材料严重依赖进口，例如，正仲氢催化剂，该技术在国内还不够成熟，只有少数科研机构参与其中。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）60 随着氢能大规模应用的迫切需求，液氢产业正在各方力量加持下，加强经济性、技术性及环保性突破，为氢能产业大规模发展赋能。为此，亟需面向液氢产业前沿开展基础研究和应用研究，

181、对未来液氢的规模化产、储、运技术进行积极研发和探索，重点突破规模化的氢液化、储运等技术装备的研发及推广，研制系列化具有自主知识产权的大型氢液化装备，加快国产化进程，使我国跨入国际大型氢液化技术领域的前列。(2)推动应用场景多元化，开启多领域规模应用示范推动应用场景多元化，开启多领域规模应用示范 从国际经验看，液氢在交通、冶金、化工、储能等领域应用潜力较大。即使未来我国液氢占氢能供应体系的 1，也将达到 1000 吨/天的规模。目前，由于我国液氢生产规模小，生产工艺落后，产品价格太贵，许多本该用氢的部门对氢，特别是液氢没有需求，这就限制了液氢的生产规模。随着我国工业的发展和技术进步，氢在许多部门

182、，如航天、航空、运输、电子、冶金、化工、食品、玻璃，甚至民用燃料部门必将得到广泛采用。由于市场的扩大，液氢生产规模必将随之扩大，工艺水平不断提高，因而液氢生产成本会大大降低，为降低氢液化的单位能耗，提高经济性，必须采用大规模的氢液化技术：5 吨/天的氢液化器的典型能耗为 15 kWh/kg 液氢，而 30 吨/天的氢液化器的典型能耗则降至 10 kWh/kg 液氢，未来更大规模采用更先进流程的氢液化装置的能耗有望降为 5 kWh/kg 液氢，从而使我国的液氢生产及应用走向良性循环。结合当前发展，应从军民两个方向推进。随着航天事业发展，探月、探火计划的不断推进，对重载火箭的需求日益增长。以液氢、

183、液氧为推进剂的液体火箭发动机的比冲可达到 400 多秒，较常规推进剂发动机有大幅度提高，是重载火箭最佳能量来源，同时还具有环境友好无污染的优点。我国大推力火箭的高频次发射以及未来重型运载火箭的试验和发射，要求氢的液化能力至少达到 530 吨/天的水平，即 3000-18000 L/h 的液化能力。此外，在中长距离氢储运中，液氢具有明显的能量规模和成本优势，是实现氢能规模化应用的必经之路，对碳达峰、碳中和目标实现具有积极支撑作用。在国外氢能的商业化示范应用中液氢占有相当份额。为稳步推进我国液氢多元化示范，除了有序推进液氢在液氢加氢站中的示中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（202

184、3）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）61 范应用，还应拓展其在储能、分布式发电、工业等领域的应用，挖掘液氢在电子工业、石油精炼和高端制造业的应用，制定大规模民用商业化液氢工厂的顶层规划、示范项目和推广，完善民用液氢的生产、质量、安全、道路运输等标准和法规，推动规模化发展，建立大规模化氢液化工厂和高效的储运体系的液氢产业基础体系，探索液氢大规模综合利用系统，加快形成有效的液氢产业发展商业化路径。(3)打造国内强势品牌，进军国际市场打造国内强势品牌，进军国际市场 随着我国行业的发展，中国液氢工业面临新的挑战和发展机遇。从产业发展层面，由研究所引领关键技术研发，到未来制氢、氢液化、

185、氢储运、应用的全链条产业化公司的蓬勃发展。未来我国应建立从生产、储存、转注、运输、液氢加氢站液氢全产业链的示范项目，组织国内顶尖的具有液氢项目执行、系统设计、安全设计、设备设计及运行经验的团队，实现液氢全产业链的运营示范，积累液氢使用和运营经验，完善民用液氢技术和安全标准，研发先进液氢利用技术，推动核心装备及零部件的国产化，推动液氢产业基础科学研究。国内厂商应在不断地自主创新和引进国外发达国家先进技术和装备前提下，加强市场联合和技术攻关，加速中国液氢全行业技术改造的步伐，以达到节能、环保、节省资源消耗的目的。加工产品将进一步向高精尖、多品种方向发展，以满足科学技术和国民经济现代化的需要。同时，

186、随着社会对品牌的日益信赖，提高专业研发生产的产品的性能优势，以增加液氢产品在国内外市场的竞争力，进一步推进名牌战略，提升企业知名度、占领细分市场，提高在全球范围内配置资源和进行全球范围内营销的国际化经营能力。(4)加强国际开放合作，推动氢能产业国际化发展加强国际开放合作，推动氢能产业国际化发展 开放合作是全球液氢产业长期发展的主旋律，尤其是目前全球氢能市场仍处于导入期，亟需各国协作培育开发国际市场，突破产业瓶颈，合力打通产业链关键环节。在此背景下，我国应积极开展氢能技术创新国际合作，鼓励开展氢能科学和技术国际联合研发，推动氢能全产业链关键核心技术、材料和装备创新合作，积极构建国际氢能创新链、产

187、业链。探索与共建“一带一路”国家开中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）62 展氢能贸易、基础设施建设、产品开发等合作。同时还要加强与氢能技术领先的国家和地区开展项目合作，共同开拓第三方国际市场。4.2 产业政策现状与趋势 4.2.1 国外产业政策现状与趋势 4.2.1.1 国外液氢产业政策现状与趋势 液氢产业政策的发展，作为氢能产业政策的组成部分，主要与国家氢能战略重心及在全球氢能市场的定位有关。美、欧、日等发达国家都从国家可持续发展和安全战略的高度，制定了长期的氢能源发展战略，为氢能在制取、储运、应用以及技术创新和投

188、资方面制定了行动框架。截至 2021 年初，美国、欧盟、日本、澳大利亚等 30 多个主要经济体已制定了氢能发展战略及相关政策，如表 4-3 所示。多国重视液氢在储存和长距离输运方面的优势，将液氢列为一种重要的储存、运输形态选择。液氢在氢能政策中涉及的篇幅一般不多，设定的目标一般为氢的制-储-运-用产业链的发展，未具体到氢的形态。因此，世界范围内氢能的产业政策的密集出台整体上来说对液氢产业的发展是重大利好，而不同经济体的能源资源禀赋、能源转型压力和国内市场空间存在差异，所发布的氢能战略重心及在全球氢能市场的定位也有所不同，致使各主要经济体氢能项目发展各有侧重，是随着对氢的认识的不断加深和国家战略

189、需要而不断演进的。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）63 表 4-3液氢产业政策摘录 国家级国家级 序号序号 政策名称政策名称 政策内容政策内容 国家国家 年份年份 1 National Hydrogen Energy Roadmap储存：改进液氢储氢技术，开发储氢材料；应用：液氢可以满足汽车对重量和体积的要求。美国 2002 2 Hydrogen Strategy 应用：可以将氢气作为液体或气体产品供应，或通过管道供应。运输：气态氢通常由管道拖车或管道运输，而液氢则由公路油罐车运输。液氢运输也被认为是各国之间大量运

190、输的一种手段。美国 2020 3 National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap 目标：1.到 2023年，液氢加氢站的占地面积比 2016年减少 40%。2.到 2048年，氢液化功耗不高于 7 kWh/kg;3.到 2036年，从生产到加注，总消耗不高于 4美元/kg 美国 2022 4 National Green Hydrogen Strategy 运输：以绿色液氢、绿色氨和清洁合成燃料的形式向世界出口可再生能源。智利 2020 5 A Hydrogen Strategy For A Climate-Neutral Europe 运输：氢可以通

191、过非网络的运输选择，例如停靠在适应的液化天然气终端的卡车或船舶。运输可以以纯气态或液态氢的形式发生。欧盟 2020 6 The National Hydrogen Strategy 运输：液氢可以轻松、安全地进行长距离运输。德国 2020 7 Priority Areas for a National Hydrogen Strategy for Turkey 运输：氢可以通过以液态的形式出口到其他国家。土耳其 2022 8 HYDROGEN STRATEGY FOR 储存：在未来，液氢能被用于某些应用场景的车载存储，如卡车，类似于目加拿大 2022 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研

192、究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）64 CANADA 前可用的液化天然气卡车。用于非移动应用的大量氢可以以液氢储存在大型绝缘罐中。随着容量的增长，可使用氢气提供日常或季节性的能源储存。运输：对于中等距离的分配，液氢是目前最经济的分配方法。应用：液氢燃料可以在现场紧凑储几天的时间，即使在电网停电频率不断增加的情况下，也可以提供连续性的供应。9 Australias National Hydrogen Strategy:Submission 氢液化和分配基础设施将复制液化天然气基础设施的工程、规模、成本和风险.澳大利亚 2019 10 氢能经济发展路线图 储存：通

193、过多样化存储方法(如高压气体、液体、固体)，提高储氢效率。放宽对高压气体存储的相关规制，开发液化或液体储氢新技术，使其具有极高的安全性且经济可行。安全：2030-2040年间，提议 15项以上氢能相关国际标准，并积极参与国际标准化活动。韩国 2019 11 氢能利用进度表 基于日本与澳大利亚合作的褐煤制氢项目，日本计划 2020-2025年间实现以下基础技术目标：在制造环节，降低褐煤气化的制氢成本，由数百日元/标方降至 12日元/标方;在存储和运输环节，提高氢气液化效率，由 13.6千瓦时/千克降至 6千瓦时/千克，增大液氢罐容积，由数千日元/立方米降至 5万日元/立方米。日本 2019 12

194、 The Norwegian Governments Hydrogen strategy 运输：对于较长的分配距离或对于长期需要大量能量的应用场景，如在海上船舶挪威 2020 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）65 中，液氢可能更合适。对于使用电解或气体重整生产的小规模氢气出口，船舶运输可能是一种可能的选择。液氢可以通过特殊建造的船舶出口，使用与液化天然气相同的原理。13 Department of Energy Hydrogen Program Plan 能源效率和可再生能源办公室(EERE)氢能研发重点领域包括：

195、电解槽和其他先进的水分解方法；先进的液化和氢气输送载体；先进的高压储罐、液氢储罐和基于材料的储存系统；以及中低温燃料电池。美国 2020 14 WE-NET 液化：设计大型氢液化器 300吨/天；储运与运输：设计 50000 m3液氢储罐、200000 m3液氢移动储罐；用于液氢运输和储存系统的结构材料(基础金属和焊接接头)在低温(20 K)下的力学性能评价。日本 1993-2020 15 National strategy for the development of decarbonised and renewable hydrogen in France 70亿欧元的国家战略，三个优先事

196、项之三：未来的氢气基础设施：氢气在中期代表了气体行业脱碳的一定潜力(液氢，在气体网络中重复使用)。法国 2020 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）66 欧盟将氢能作为能源安全和能源转型的重要组成部分；美国投入巨资加速开发低成本清洁制氢技术；澳大利亚、俄罗斯把氢能作为资源出口创汇新增长点；日本致力于打造全球化氢供应链(Hydrogen Energy Supply Chain)；韩国将“氢能产业”确定为三大创新增长战略投资领域之一；中国则将氢能作为用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。在北美地区，美国是最早将氢能源作为能

197、源战略的国家，将氢能视为重要战略技术储备的工作思路一直没有改变，持续鼓励科技研发使得美国能够保持在全球氢能技术的第一梯队，近 10 年的支持规模超 16 亿美元。早在 2002 年，美国就出台了国家氢能源发展蓝图报告，2002 年美国能源部又提出了向氢经济过渡的 2030 年远景展望报告。由于市场起步较早，美国的氢液化技术发展已近成熟，已经形成“制、运、储、用”的全技术链能力，为规模化发展氢能奠定了可靠的基础；同时也表明，经过多年探索，美国对氢能未来的应用方向具有较为成熟的认识。到2050年，氢能将占据美国能源需求14%的比例，推动氢能技术全链条产业化发展、建立新的经济增长点及反哺社会将是美国

198、政府未来推动氢能发展的重点工作。为了配合氢能技术、设备、材料、制造工艺的产业化，美国计划开展标准化制造流程、质量控制和优化制造设计等研究，期望制定适用、统一的标准，保障氢能生产、输配、储存和应用等安全性、规模化、统一化和质量流程，以提供最佳实践经验和做法。随着燃料电池产业的快速发展，液氢加氢站的比例呈明显上升趋势，美国新建的规模化氢液化装置均用于对氢能源市场液氢的供应，利用液氢储氢密度大和安全性高的特点，降低运输成本及综合用氢成本。俄罗斯以能源产业为财政收入主要来源，近年来正在加快布局氢能贸易，确保其全球主要能源出口国的地位，计划最早 2025 年起向中国出口液氢。在亚洲地区，日本、韩国、澳大

199、利亚等国政府出台了多项氢能与氢燃料电池汽车发展路线图，制定了一系列涉及液氢的产业支持政策。日本和韩国作为亚洲发展氢能的代表，很早就确定了要发展氢能，几乎每年都会根据实际情况出台相应的氢能政策。日本于 2003 年就推出了WE-NET计划开发氢能，特别是液氢技术，总投资 110 亿美元。日本氢能基本战略聚焦于车用和家用领域的应用，是产业和技术发展的必然延伸。日本在氢能领域的技术、材料、设备中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）67 等方面拥有非常明显的优势，打造出一批“隐形冠军”，如东丽公司的碳纤维、川崎重工的液氢储运技术

200、和装备等。据统计，日本在氢能和燃料电池领域拥有的优先权专利占全球的 50%以上，并在多个关键技术方面处于绝对领先地位。日本将液氢供应链体系的发展作为解决大规模氢能应用的前提条件，以澳大利亚的褐煤为原料生产氢气，通过碳捕捉实现去碳化，然后通过船舶运回日本使用。澳大利亚作为世界上最大的煤炭出口国和第二大液化天然气(LNG)出口国，也开始计划以太阳能、风能制氢并向东亚地区出口液氢，打造全球氢供应基地，打造下一个能源出口产业，目标是到 2030 年在中、日、韩、新加坡 4 国开发70 亿美元市场。澳大利亚政府与氢能供应链技术研究协会合作组成联合技术研究组，“贸易技术创新”一体化模式开展褐煤制氢、氢气长

201、距离输送、液氢储运等一系列试点项目，调动了各参与方的积极性。欧盟于 2003 年发表了未来氢能和燃料电池展望总结报告。近年来，全球氢能产业迎来新的发展热潮，欧盟逐步建立以氢能为中心的清洁能源战略规划布局，2020 年推出了欧盟氢能源战略，同年法国、西班牙、德国、荷兰等国家也发布了氢能战略。俄乌冲突加速了欧盟国家能源转型步伐，安全性成为当前欧盟政策制定者的首要考虑因素，氢能在确保能源安全方面的作用变得更加清晰，而液氢运输成为欧洲目前排在管道运输之后的首要选择，势必会愈加重视液氢技术与产业的发展。4.2.1.2 国外液氢标准情况 液氢领域的国际通用标准较少，国外标准多在本国内发布实施，如表 4-4

202、所示。国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)仅有两项液氢标准。美国压缩气体协会(CGA)和美国消防协会(NFPA)发布的液氢标准主要涉及液氢的通用要求和安全问题，包括液氢储罐的设置、安装、操作等方面的安全要求。表 4-4 液氢储运国际标准 标准化机构标准化机构 标准号标准号 标准名称标准名称 国际标准化组织ISO 13985：2006 Liquid hydrogen-land vehicle fuel tanks 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（

203、2023）68 (ISO)液氢-道路车辆燃料罐 ISO 13984：1999 Liquid hydrogen-land vehicle fuelling system interface 液氢-道路车辆加注系统接口 ISO/TR 15916-2015 Basic considerations for the safety of hydrogen systems 氢系统安全标准 美国压缩气体协会(CGA)CGA P-12-2017 Safe handling of cryogenic liquids 低温液体安全操作 CGA PS-17-2004 CGA position statement o

204、n underground installation of liquid hydrogen storage tanks 液氢储氢罐地下安装位置要求 CGA P-28-2014 Risk management plan guidance document for bulk liquid hydrogen systems 散装液氢系统的风险管理计划指导文件 CGA P-41-2018 Locating bulk liquid storage systems in courts 散装液体储存系统设置 CGA H-3-2019 Standard for cryogenic hydrogen stora

205、ge 低温氢储存标准 美国消防协会(NFPA)NFPA 55-2016 Compressed gases and cryogenic fluids code 压缩气体和低温液体规范 美国国家航空航天局(NASA)GLM-QS-8715.1.6-2019 Glenn safety manual-chapter 6 hydrogen 格林安全手册第 6部分氢 NASA-STD-8719.12 Safety standard for explosives，propellants，and pyrotechnics 爆炸物、推进剂及烟火安全标准 美国航空航天学会(AIAA)ANSI/AIAA-G-095

206、 A-2017 Guide to safety of hydrogen and hydrogen systems 氢和氢系统安全指导 美国国防部(DOD)DOD 6055.09-STD-2016 Ammunition and explosives safety standards:general explosives safety information and requirements 弹药与爆炸物安全标准：一般爆炸物安全信息和要求 欧洲工业气体协会(EIGA)Doc 06/19 Safety in storage，handling，and distribution of liquid hy

207、drogen 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）69 储存、处理和分配液氢的安全性 俄罗斯国家标准(GOST)56248-2014 液氢技术条件 其中，涉及液氢储存的有 4 个在用标准。AIAA-G-95-2004氢及氢安全系统安全指导、NASA-STD-8719.12爆炸物、推进剂及烟火安全标准和GLM-QS-1700.1-2018格林安全手册中关于液氢的储存规定都参考了美国国防部的标准 DOD 6055.09-STD-2016弹药与爆炸物安全标准。DOD 6055.09-STD-2016 对不同贮存量的液氢所应对

208、应的安全距离进行了具体规定，其对液氢储存场所的设计及液氢试验安全等液氢安全工作具有指导意义。国外相关标准中对液氢运输的规定，基本上都是参考了本国现行的运输规定。如 Doc 06/19贮存、处理和分配液氢的安全性的第 6 章对液氢的相关运输要求进行了说明，公路运输部分的规定参考了危险货物国际道路运输欧洲公约。GLM-QS-1700.1-2018格林安全手册和 AIAA-G-095-2004氢和氢系统安全指导中的液氢运输规定均参考了 CFR49联邦运输规定。ISO/TC 197(Hydrogen Technologies)是国际标准化组织氢能标准化技术委员会，成立于 1990 年，主要负责制氢、氢

209、储运、氢相关检测、氢能利用等方面的国际标准制修订工作。在国际上，各国对液氢的标准长期以来都有较高的关注度。2020 年 12 月 9 日召开的国际标准化组织氢能技术委员会(ISO/TC 197)第29 次全体会议上，讨论并通过了液氢标准预案 PWI 24077(LH2 use in non-industrial settings)，该预案主要涉及液氢的使用安全。预案中首先提出了液氢使用安全中的高风险问题，主要包括三个方面：气液两相氢的爆炸危险性；人口密集区域液氢溢出时低温液氢云团的燃烧特性；大量液氢释放时的处理常识与经验。在对液氢使用中涉及使用安全的迫切需求进行分析的基础上，该预案提出了液氢标

210、准方向的建议：重新修订或扩充 ISO/TR 15916-2015 的内容，该标准目前正由 WG 29 修订，可增进修改第 57部分中涉及液氢的内容，也可在该标准中单独编制液氢部分内容；修订现有两项液氢 ISO国际标准，即 ISO 13984和 ISO 13985，在两项标准中进一步增加液氢使用安全的规范；制订新的液氢使用安全标准。该标准预案的发起人建议采用前两种方案，即在现有 ISO 液氢标准中进行重新修订或增加内容，会议通过了该标准预案，并交中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）70 由工作组 WG 29 承担相关的标

211、准提案及后续修订工作。4.2.2 国内产业政策现状与趋势 我国氢能产业发展尚处于起步阶段，即将驶入快车道。但现阶段问题仍较多，如氢能发展顶层设计和规划不足、区域氢源短缺、关键技术瓶颈、相关标准规范缺失等。氢能利用的关键技术包括氢的制取、储运及应用，其中储运是氢能产业链中的关键环节。与气态储氢和固态储氢相比，液氢储运具有纯度高、远距离输运成本低、加注效率高等优点，是氢储运的重要研究方向。我国液氢发展由于起步较晚，各环节技术均远落后于国外，制约了我国液氢产业的发展。由于我国液氢目前主要应用于航天领域，可参考的国际标准体系不完善，使得液氢难以实现大规模民用，因此液氢储运技术及其标准化的研究十分必要。

212、目前，在我国氢气属于危险化学品，依照危险化学品安全管理条例，有关部门对其生产、储存、使用、经营、运输等各个环节均实施安全监督管理。根据管理条例实施办法，氢能的制备、存储设施均需在产业集聚区或化工园区集中建设，但加氢站等终端设施需要靠近用户分散布局，加氢站的氢气供应需要运输解决，制约着氢能产业的快速发展。在国外主要发达国家，液氢均可正常公路运输；然而，受法律法规限制，在国内液氢无法公路运输。4.2.2.1 液氢标准逐步完善 我国液氢的应用由于目前仍主要集中在航天领域，2021 年以前国内有 4 个涉及到液氢储存规定的标准。QJ 3271-2006氢氧发动机试验用液氢生产安全规程主要规定了液氢生产

213、过程的技术和安全管理要求，适用于氢氧发动机试验用液氢生产。GJB 2645 A-2019液氢包装贮存运输要求和 GJB 5405-2005液氢安全应用准则中都设有液氢贮存的相关规定。GJB 2645 A-2019 于2019 年颁布，主要参考了美国 NASA 及美国国防部相关标准中的安全距离要求，对液氢贮存的安全距离进行了修订。要求较为严苛，主要适用于军事、国防、航天领域液氢的储存和运输。我国成立于 2008 年的全国氢能标准化技术委员会(SAC/TC 309)，负责对口ISO/TC 197 的氢能国际标准化工作。我国的部分液氢相关国标部分标准的制订参考了 ISO 的对应标准，主要有：GB/T

214、 29729-2013氢系统安全的基本要求中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）71 非等同采用了 ISO/TR15916:2015 的内容；GB/T 30719-2014液氢车辆燃料加注系统接口等同采用了 ISO13981：1999。为填补我国液氢民用领域的标准空白，2018 年全国氢能标准化技术委员会组织相关单位进行三项液氢国家标准提案并获得立项，分别为氢能汽车用燃料液氢、液氢生产系统技术规范和液氢贮存和运输安全技术要求。2021 年 4 月 30 日，三项液氢国家标准正式发布，标准号分别为 GB/T 40045-2

215、021、GB/T 40061-2021 和 GB/T 40060-2021，于 2021 年 11 月开始实施。三项液氢国家标准进一步完善了氢能标准体系，使液氢民用有标可依，为指导液氢生产、贮存和运输，加强氢燃料质量管理，促进氢能产业高质量发展提供重要标准支撑，填补了国内民用领域液氢标准的空白。其中，氢能汽车用燃料液氢标准规定了氢能汽车用燃料液氢的技术指标、检验方法以及包装、标志、贮运、安全警示等；液氢生产系统技术规范标准规定了液氢生产系统的氢液化装置、液氢贮存、液氢管道及阀门、辅助设施、测量仪表与自动控制、电气设施、安全防护等的设置；液氢贮存和运输安全技术要求标准规定了液氢贮存和运输的相关术

216、语、液氢贮罐的设置、罐车罐箱的运输、清洗与置换、安全与防护、事故处理等。同时，GB50516-2010加氢站技术规范加入了液氢储存和应用等相关内容。相关单位组织起草并发布了固定式真空绝热液氢压力容器专项技术要求（标准 T/CATSI 05006-2021 已发布实施），规定了固定式真空绝热液氢压力容器的材料、设计、制造、检验等方面的基本安全技术要求。2021年 3月 26日，住房和城乡建设部发布了关于加氢站技术规范GB50516-2010(2021 年版)局部修订的公告，自 2021 年 5 月起实施，增加了液氢罐车和液氢罐式集装箱运输、液氢管路和液氢存储等技术规范。作为液氢制取到应用的衔接环

217、节，液氢储运标准化在液氢产业发展中占据重要地位。液氢储运标准化的缺失会导致液氢工厂到液氢终端用户之间的供需失衡，出现“生产的液氢运不出去，而用户端无氢可用”的矛盾局面，要加快液氢产业的发展必须要建立健全的液氢标准体系，而储运环节的标准化是液氢标准体系建立中最迫切的问题。液氢储运主要涉及低温液体储运的相关要求，低温液体的储运中液化天然中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）72 气(LNG)相关的标准体系较为完善，液氢储运标准体系的建立可参考 LNG 的国内外相关标准。截止到 2021 年 1 月，我国现行的 LNG 相关国

218、家标准共 22 项，包括 LNG 的一般特性、产品标准、加注、储运等相关标准或规范，对于液氢储运相关标准的制定具有重要的参考意义。在加快国家标准制定和发布的同时，率先鼓励地方标准、团体标准和行业标准的制定和发布，推动相关法规的颁布实施，以促进液氢储运技术的发展。此外，提前进行液氢相关国际标准布局，争取国际话语权对我国液氢产业的发展同样意义重大。4.2.2.2 政策支持不可或缺 政策是推动行业发展的重要动力。氢能已经上升为国家战略，国家已经从标准体系、技术攻关、设备推广应用等多方面出台政策支持行业的发展。我国 2017 年以来初步形成了国家、省级、市和县区级四级涉氢规划体系，截至目前，全国不少于

219、 29 个省级政府发布了涉氢政策，包括多个液氢相关政策，加速液氢制备设备及液氢储罐制造，明确液氢储存标准，提升液氢制备储运能力等液氢各产业链都在多个政策里有所提及。2021年下半年以来，国内液氢相关政策不完全汇总如表 4-5：中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）73 表 4-5 我国氢能产业政策(时间顺序)国家级国家级 序号序号 政策名称政策名称 政策内容政策内容 发布单位发布单位 时间时间 1 汽车加油加气加氢站技术标准 明确了 LNG和 L-CNG加气工艺及设施、高压储氢加氢工艺及设施、液氢储存工艺及设施等多项标准

220、。住房和城乡建设部 2021.7.30 2 新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)开展高压气态、深冷气态、低温液态及固态等多种形式储运技术示范应用，探索建设氢燃料运输管道，逐步降低氢燃料储运成本。健全氢燃料制储运、加注等标准体系。发改委 2021.11.1 3 关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见 在满足安全和质量标准等前提下，探索输气管道掺氢输送，纯氢管道输送液氢运输等高效输氢方式。发改委 能源局 2022.2.10 4“十四五”现代能源体系规划 适度超前部署一批氢能项目，着力攻克可再生能源制氢和氢能储运、应用及燃料电池等核心技术，力争氢能全产业链关键技术取得突破，推动氢

221、能技术发展和示范应用。加强前沿技术研究，加快推广应用减污降碳技术。发改委 能源局 2022.3.22 5 氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)规划明确了氢的能源属性。同时，明确氢能是战略性新兴产业的重点方向，是构建绿色低碳产业体系、打造产业转型升级的新增长点。推动低温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式应用。发改委 能源局 2022.3.23 6 国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项 2022 年度项4 月 27日，科技部发布国家重点研发计划“先进结构与复合材料”等重点专项 2022年度项目申报指南，各重点专项中涉及氢能领域的技术共包括 33项。科技

222、部 2022.4.27 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）74 目申报指南 7 鼓励外商投资产业目录(2022年版)(征求意见稿)73.氢燃料绿色制备技术(化学副产品制氢、生物制氢、来自可再生能源的电解水制氢等)、储存、运输、液化。261.氢能制备与储运设备及检查系统制造。412.加氢站建设、经营。发改委 商务部 2022.5.10 8“双碳”基础研究指导纲要 氢能等二次能源与低碳化工协同体系构建：化石能源低碳高效制氢原理；氢能“制储输用”一体化产业体系构建及关键材料研制；高效经济的氢燃料电池的过程机理；高值流程制造

223、业体系构建等。国家自然科学基金委员会 2022.7.18 省级省级 1 北京市氢能产业发展实施方案(2021-2025年)开展绿氢、液氢等前沿技术攻关，建设绿氢、液氢等应用示范项目。北京市经济和信息化局 2021.4.7 2 宁东能源化工基地“十四五”发展规划 探索实施氢能热电联产和储能、液氢制备和储运等示范项目探索开展液氢制备和储运技术装备应用。宁夏回族自治区 2021.12.7 3 内蒙古自治区“十四五”能源发展规划 开展更高压力的氢气长管拖车运输和液氢运输示范，提高氢气输送效率，适时开展区域性氢气输运管网建设和运营示范，探索高效智能氢气输送管网的建设。内蒙古自治区 2022.3.4 4

224、广东省能源发展“十四五”规划 开展质子交换膜电解水制氢、氢气纯化、低温液氢、低压固态储氢技术研究、加快催化剂、碳纸、膜电极等燃料电池关键设备国产化研制。推进高密度储氢装备制造、短期加强高压气态储氢建设、长期布局低温液氢、低压固广东省 2022.4.13 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）75 态储氢产业、利用低温氢燃料电池产业区域先发优势、形成广州深圳佛山环大湾区核心区燃料电池产业集群。支持建设大型民用液氢示范工程。5 上海市能源发展“十四五”规划 加强燃料电池系统集成与控制、高压和液态储氢等关键技术攻关，重点建设中

225、日(上海)地方发展合作示范区.上海市 2022.5.15 6 广西可再生能源发展“十四五”规划 积极培育氢能产业链。探索氢能开发利用，积极培育氢能制造、储运、加工等产业链环节，在南宁六景、梧州藤县等资源富集区探索开展可再生能源富余电力制氢，发挥沿海石油化工产业优势，培育工业副产制氢。积极推动氢能在工业、交通、储能、发电等领域的应用，谋划氢能产业发展布局。结合新能源汽车产业技术升级，积极发展氢燃料电池系统、加氢站、供氢系统等关键产品，加快广西玉柴燃氢发动机关键技术创新成果转换和商业化应用，争取打造全国先进的氢能汽车产业链。广西发改委 2022.6.6 7 重庆市能源发展“十四五”规划(2021-

226、2025年)培育发展工业副氢提纯利用、氢能储存、氢气压缩机、液氢泵、加氢机及核心阀门等氢能制造、储存、运输装备。重庆市 2022.6.11 8 上海市氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)突破高压气氢、低温液氢、长距离管道输氢、储氢材料等储运环节关键材料和装备的核心技术，持续降低氢气储运成本。重点构建：供氢母站安全技术规范；加氢站安全验收标准；液氢生产及安全储运标准；氢能设备和装置的设计、检验检测技术标准。探索开展氢-氨、液氢的长距离运输工程规划，研究建设氢-氨转化和液氢集散中心。上海市发改委 2022.6.17 9 陕西省“十四五”氢培育制储运装备产业。支持省内制备绿氢装备产业发展。

227、依托航天四院、瀚海氢能等陕西省发改委 2022.7.19 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）76 能产业发展规划 陕西省氢能产业发展三年行动方案(2022-2024年)陕西省促进氢能产业发展的若干政策措施 在产业配套方面的优势，积极推动液氢储运装备民用化，加快布局有机液态、合金储氢等核心材料及先进装备产业。10 辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025年)近期(2021-2025年)，重点发展 50兆帕以上高压气态储氢装备和低温液态储氢装备，同时开展有机液态储氢、合金固态储氢等储氢材料的研发和生产。远期(2026-

228、2035年)，积极发展氢气液化装备、大容积液氢存储罐、液氢运输及加注设备等储氢装备，同时开展有机液体储氢材料、多孔碳氢气吸附存储材料、多孔聚合物氢气吸附存储材料的研发和生产。辽宁省发改委 2022.8.05 11 北京市关于支持氢能产业发展的若干政策措施 支持科技研发创新，技术装备产业化，产业创新发展，基础设施建设，示范推广应用，标准体系建设，服务体系建设。北京市经济和信息化局 2022.8.11 12 关于支持中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢能产业高质量发展的若干政策 支持核心技术攻关。突破低成本高压储氢、低温液氢储氢、固态储氢、长距离管道输氢等储运环节关键材料及装备的核心技术。适度提

229、前布局建设一批加氢站，降低储运成本，探索固态、液态、有机液体等储运方式应用，探索开展纯氢管道、掺氢天然气管道及输送的规划建设，加快构建氢能供应网络。上海市发改委等 2022.8.26 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）77 13 河南省氢能产业发展中长期规划(2022-2035年)和郑汴洛濮氢走廊规划建设工作方案 构建氢气储运网络。重点依托“一轴带、五节点、三基地”，突出“就近消纳”原则，布局氢气储运网络，提高效率、降低成本。重点发展高压气态储氢和长管拖车运输，逐步开展更高压力的氢气长管拖车运输和液氢运输示范。河南省

230、人民政府办公厅 2022.9.06 市级及以下市级及以下 1 河北定州市氢能产业发展规划(2021-2023)支持氢能源装备产业特色发展。加快推动液氢制备储存设备制造项目落地投产，加速液氢制备设备及液氢储罐制造，快速做大产业规模。定州市 2021.7.23 2 苏州市加氢站安全管理暂行规定 明确加氢站主体责任落实要求，强调要建立具备相应履职职能力的企业安全管理和技术专业团队:明确加氢站的安全运行要求，强调制度环节设计。苏州市 2021.8.9 3 凉山彝族自治州“十四五氢能产业发展规划 加快引进具有高压供氢、加氢或液氢制备加注核心技术的企业，重点引进氢气压缩机、液氢泵、车载供氢系统加氢机及核心

231、阀门等核心储氢装备及成套储氢设备等在凉山州的应用。凉山彝族自治州经济和信息化局 2021.9.30 4 呼和浩特市人民政府关于推进氢能产业高质量发展的实施意见 到 2023年，液气制备能力达到 30吨日，到 2025年，液氢制备能力达到 60 吨/日。呼和浩特市工信局 2021.11.5 5 深圳市氢能产业发展规划(2021-2025年)围绕金属储氢、液化储氢工艺流程及液氢储罐、有机液态化合物储氢天然气管道掺氢等重点领域，组织开展标准制订氢能标准体系。深圳市发改委 2021.12.17 6 关于支持氢能产业发对从事高压氢气，液氢制备、固态储氢等的企业实施技术改造新增的设备，按照设备潍坊市 20

232、21.12.23 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）78 展的若干政策 购置款的 10%给予补贴单个项目补贴最高不超过 1000万元。7 兰州新区“十四五能源发展规划 谋划制气、氢存储、氢运输、加氢站氢燃料申池“五位一体”的氢能产业，积极推动氢气提纯、液化、液氢储存、运输装置及配套设施建设。兰州新区管委会办公室 2022.1.12 8 乌海市“十四五”应对气候变化规划 积极稳步推进现代能源经济示范城市和氢经济示范城市建设，建成国内首座民用液氢工厂和首条氢基熔融还原高纯生铁生产线，氢经济示范城市建设成功破题。乌海市 2

233、022.1.12 9 2022年常熟市氢燃料电池产业发展工作要点 重点聚焦氢燃料电池产业关键零部件、电堆集成和储运氢基础装备领域，深化产业发展特色，补齐产业融合短板，力争在双极板镀膜和密封技术、7107 Pa以上新型高压储氢装备、低温液态储氢装备、站用成套装备、加氢阀件、氢气检测设备等细分领域取得重大突破 常熟市 2022.3.29 10 广州市战略性新兴产业发展“十四五”规划 瞄准氢能产业链中核心技术、高附加值或缺失环节进行产业链完善布局，建设氢燃料电池生产基地和液氢储罐生产基地。广州市 2022.4.8 11 攀枝花关于支持氢能产业高质量发展的若干政策措施(征求意见稿)支持氢能储运产业发展

234、。对专门从事高压氢气、固态储氢、液态制氢储氢的企业开展技术改造的，根据审核的设备(软件)实际投资额，按最高不超过投资额的 10%给予企业最高 200万元的一次性补贴。按照年度累计氢气实际承运量，给予专门从事氢气运输企业 1.5元/kg、按照 3 年补贴，3 年累计最高 150 万元运营补贴(每年 20%退坡执行)攀枝花市发改委 2022.5.30 12 广州市工业和信息化发展“十四五”规划 加快突破电解水制氢技术、光化学制氢技术，推进氢气提纯、液态储氢等技术和产业化，积极布局生物质制氢技术，重点发展氢气制造设备、站用高压储氢罐、高压氢气加注设备，开展氢燃料电池关键技术攻关，有序推进加氢站等基础

235、设施建设。广州市 2022.6.2 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）79 13 阜阳市氢能源产业发展规划(2021-2035年，征求意见稿)基本建成辐射服务安徽省的氢源基地。气氢年供应能力突破 2000万 m3、液氢 1000吨，打造长三角区域最大的氢源供应基地。初步建成较为完善的氢能基础设施体系。在全市建成投入运营 4座加氢站，基本实现全市重点区域覆盖。建设一批氢能重点应用示范项目。阜阳市发改委 2022.6.15 14 商丘市“十四五”现代能源体系和碳达峰碳中和规划 加大氢能制备、储存、运输技术研发力度，提高永

236、城煤炭、化工企业工业副产氢纯化水平。树立可再生能源电解水制氢示范效应，积极开展宁陵县 750万方风能等清洁能源制氢项目，促进氢能生产规模化发展。鼓励研究高压储氢罐、车载供氢系统等技术，拓展气氢、液氢等输氢能力，降低用能成本。结合市域内国省干道沿线加油、加气站改造，加快储氢基础设施和加氢站建设，增强氢能供应能力，满足新能源汽车、重卡商用车大规模营运需求。积极探索融合火电、生物质、风电、光伏发电等综合能源制氢技术，结合发电机组捕集的二氧化碳，合成甲烷、甲醇等绿色燃料和化工用品。商丘市 2022.7.24 15 吕梁市氢能产业中长期发展规划(20222035)中期(20262030)建成液氢储运示范

237、点 5 家以上。远期(20312035)形成管道运输、长管拖车、液氢储运协同互补的氢气运输体系。吕梁市 2022.6.16 16 济南市“十四五”绿色低碳循环发展规划 统筹推进制、储(运)、加、用氢能全链条发展，实施“氢进万家”科技示范工程建设，加快氢能在交通、工业等多领域全场景示范推广应用。开展氢能储能研究和示范应用。济南市 2022.6.21 17 酒泉市氢能产业安全管理办法(试行)按照安全生产法、危险化学品安全管理条例、危险化学品建设项目安全监督管理办法、酒泉市氢能产业发展实施方案(2022-2025年)，特制定本酒泉市氢能产业酒泉市应急管理局 2022.7.7 中国制冷学会中国氢液化、

238、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）80 安全管理办法 18 濮阳市促进氢能产业发展扶持办法 加强氢能储运支持。对新建高压气态、低温液态、无毒有机液体及固态等储运氢项目的，给予设备(含软件)实际投资总额 10%的补贴，单个项目补贴最高不超过 600万元。濮阳市 2022.7.13 19 惠州市能源发展“十四五”规划 推动氢能储运示范应用。支持开展 30 兆帕及以上高压气态氢、液氢和管道输氢等氢能储运技术示范，实现特殊场合高安全、高效、高密度固态存储和运输。谋划建设加氢站，探索建立加氢站现场制氢、储氢、加注一体化应用模式。惠州市 2022.7.

239、17 20 深圳市氢能产业创新发展行动计划 2022-2025年(征求意见稿)结合实际情况，并行发展气氢拖车、液氢槽车、氢气管道、船运等多元化氢气运输方式，提高氢气输运能力。到 2025年，基本建成安全、高效、低成本的氢气综合输运网络。深圳市发改委 2022.7.18 21 珠海市氢能产业发展规划(2022-2035年)开展压缩气态氢、液氢、固态储氢等储运技术路径试点示范，探索构建多元化、规模化、低成本的氢能储运体系。发挥属地能源企业氢气储运经验优势，重点开展 30兆帕及以上压缩氢气长管拖车、固态储氢、液氢储运、区域内管道输氢等示范应用，建设氢能运输走廊；探索在码头建设氢能集散中心，通过船运、

240、管道等方式实现接收/出口氢气。珠海市发改局 2022.7.19 22 成都制造“1+7”政策体系(征求意见稿)绿色氢能：重点发展电解水制氢、高密度氢储运、高效加氢、燃料电池及电堆、关键材料及核心零部件以及储氢罐、加氢设备等，营造新场景，开展示范推广，加快构建氢能“制备-存储-运输-加注-应用”全产业链高端装备研发制造集群。成都市经济和信息化局 2022.7 23 淄博市氢能产业发展中远期按照低压到高压、气态到多相态(低温液态、固态、有机氢载体等)的方向逐步淄博市 2022.8.24 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）

241、81 中长期规划(2022-2030年)提升氢气的储存运输能力，实现液氢储运的商业化，探索推进高效、智能氢气输送管网的建设运营。重点突破 7107 Pa及以上高压气态存储技术、大规模氢液化与高效液氢储运技术和高效固态储运技术，开展车载复合材料高压储氢气瓶技术、氢膨胀机、高质量储氢量的可逆储氢材料及批量制备工艺技术、固态储氢系统技术攻关。发展氢气压缩机、液氢泵、氢气液化装置、车载供氢系统、加氢机、核心阀门等核心储氢装备及成套储氢设备。研发高活性、高稳定性和低成本的加氢-脱氢催化剂，突破中低压纯氢、液氢、有机液态氢化合物高压长管拖车技术和管道中长距离输送技术，降低氢燃料电池产业发展用氢成本。推动低

242、温液氢储运产业化应用，探索固态、深冷高压、有机液体等储运方式。24 广州市氢能基础设施发展规划(2021-2030年)鼓励企业进行大胆的尝试，研发并建设更加先进的制氢、超高压储氢、液态储氢、固态储氢、有机质储氢等多种形式储氢、加氢技术及项目.广州市发改委 2022.9.21 中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）82 在这些政策中，国家发改委于 2022 年 3 月发布的氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)，为我国氢能发展提供政策支持和顶层设计。鉴于液氢在国民生产经济中的重要用途，以及美国对中国在该领域的禁运与

243、围堵，中国企业和科研院所更应自强自立、自主开发，并在全球范围内寻找可以利用和团结的资源。中国能源报建议大规模发展民用液氢生产和储运技术，提供政策支持：1、把规模液氢生产和储运技术列入国家战略和科技部重点专项，鼓励国内高校科研院所和企业开展相关领域的技术开发与产业化；2、积极支持规模液氢工厂示范项目建设，大力支持规模液氢生产、储运技术的军民融合与成果转化应用；3、鼓励企业先行先试，推动民用液氢生产、储运装备企业标准的制订、实施并逐步上升到国家标准，增强民用液氢市场发展；4、对进入中国市场的美国或其它国家的液氢设备企业，作为监管部门的国家市场管理总局，应组织行业专家对其进行深入考察、技术审查和监管

244、，以学习借鉴其先进技术经验，提升我国液氢设备技术水平。部分建议已经得到响应，如科技部在 2020 年“可再生能源与氢能技术”重点研发专项指南中提出，研制液化能力5 吨/天且氢气液化能耗13 kWh/kgLH2的单套装备，对标国外主流大型氢液化装置性能。民用液氢标准也在密集制定中，国际合作也正持续进行中。值得注意，中国双碳计划正在为液氢行业发展带来前所未有的机遇，我国液氢市场将在国际上占有重要地位。同时中国已具有液氢应用的基本技术、研发、产业化、安全监管体系，工程示范项目正在有序开展。基于中国技术研发和装备制造条件，已经具备大型氢液化装备开发和运行的能力，中国液氢装备行业将发展为世界氢能行业重要

245、力量，并为全球能源低碳化做出贡献。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）83 5 氢液化、储运技术的发展 5.1 基本原理 5.1.1 氢液化与储运系统的工作原理 5.1.1.1 氢气液化原理 氢的临界温度和转化温度低，气化潜热较小，是一种较难液化的气体。氢液化的理论最小功在所有气体中最高。未经正仲氢催化转化得到的液氢，在贮存时自发进行正仲氢的转化，所释放的转化热会使液氢大量蒸发而损失。因此，在液化过程中合理地分布催化剂温度级，进行正仲氢催化转化，对液氢生产和贮存十分重要。同时，氢是一种易燃易爆的气体；在液氢温度下，除氦

246、以外所有杂质气体均已冻结，可能阻塞液化系统通道。因此，对原料氢必须进行严格纯化。在组织氢液化循环时，应考虑上述氢的性质和液化特点。氢液化循环一般可分为三种类型，节流液化循环、带膨胀机的液化循环和氦制冷的液化循环，同时近几年出现了以一体化氢液化流程和可再生能源综合利用的氢液化循环为代表的一系列大规模氢液化新技术。(1)节流氢液化循环节流氢液化循环 氢的转化温度约为 204 K，温度低于 80 K 进行节流才有较明显的制冷效应。因此采用节流液化循环对氢进行液化时，需借助外部冷源预冷，一般采用液氮预冷。图 5-1 为氢的一次节流液化循环流程图。压缩后的氢气经换热器、液氮槽?、主换热器?冷却，节流后进

247、入液氢槽?；未液化的低压氢气返流复热后回压缩机。中国制冷学会 的转只用(2)路进III 和热后当生产液转化热引起用于小型设带膨胀机带膨胀机的的如图 5-2 所进入膨胀机和 IV 进一后回压缩机中国氢中国氢液液液态仲氢时，起液化量的减设备。的的氢液化循氢液化循所示，压缩机 E，膨胀后一步冷却并节机。图 5液液化、储运化、储运技技图 5-1 氢，若正常氢减少。一次环环 缩后的氢气在后与低压返节流后进入5-2 有液氮预技技术及应用术及应用发发84 氢的一次节氢在液氢槽次节流氢液在换热器 I返流气汇合入液氢槽 V预冷的克劳发发展研究报告展研究报告节流液化循环中一次催化化循环简单I、液氮槽 I后复热回压

248、V，未液化的 劳特氢液化循（2023）（2023）环 化转化，则单可靠，但II中冷却后压缩机；另的气体返流循环流程 则必须考虑释但效率低，一后分成两路，另一路经换热流经各换热器释放一般，一热器器复中国制冷学会 的变(3)制冷2)降至机。气冷(4)为膨胀机进变化比较剧用氦制冷用氦制冷设设这类循环冷机中获得图 5-3 是106 Pa 的氦至能使氢冷原料氢通冷凝，并节正仲氢催正仲氢催化化现在运行5-30 吨每天中国氢中国氢液液进气量由换热烈，因此必设设备提供冷备提供冷环是用氦作为得氢冷凝的温是带膨胀机氦气经换热冷凝的温度，通过换热器节流进入液氢化化转化与换转化与换行的大部分氢天)的问题，液液化、储运

249、化、储运技技热器正常工必须对换热量的氢液量的氢液化化为制冷工质温区，再通机的氦制冷氢器 I、液氮然后经冷IV、液氦槽氢槽 VIII，图 5-3 氦热一体化热一体化氢氢氢液化装置，限制了液技技术及应用术及应用发发85 工作条件所热器的温度工化化循环循环 质，在带膨通过表面换热氢液化循环氮槽 II 及换冷凝器 VII、槽 V、换热未液化的氢氦制冷氢液化氢氢液化循液化循环环置存在能耗高液氢的生产发发展研究报告展研究报告确定，由于工况进行校胀机的氦制热使氢液化环流程图及换热器?冷却换热器 II热器 VI 冷却氢气复热后化循环流程环环 高(13 kW以及氢能的（2023）（2023）于氢的比热校核。制冷

250、循环或化。及特性曲线却后，在膨胀I 和 I 复热却后在冷凝后返回氢压缩 程图 hkg/LH2)和的广泛使用热随温度和压或斯特林循环线。压缩到胀机 E 中膨热后返回氦压凝器 VII 中被缩机。和规模小(一用。随着大规压力环的(1?膨胀压缩被氦一般规模中国制冷学会 氢液提出温换速完典型氮温从而5.1.多种汽化液化流程的出并引起关换热器的高完成连续的型的正仲催温区开始，而获得仲氢.1.2 液氢储液氢在储种影响因素化会导致低中国氢中国氢液液的研究发展，关注。该类流高压氢气流道的正仲转化催催化转化与换采用填充催氢浓度在 95%图 5-储运系统的工储运过程中部素，包括氢的低温冷量的损液液化、储运化、储运技

251、技，一种正仲流程省去传道内填充催催化反应。换热一体化催化剂颗粒%以上的液-4 正仲催化工作原理 部分液氢会的正仲转化损失和为避技技术及应用术及应用发发86 仲氢转化催传统氢液化催化剂颗粒目前国外化氢液化流程粒的换热器液氢。化转化与换热会不可避免化、漏热、避免压力积发发展研究报告展研究报告化与换热一装置的正仲，使高压氢已经有该一程见图 5-4，进行逐级冷热一体化氢地汽化为气热分层、晃聚而释放蒸（2023）（2023）一体化的氢仲转化反应氢气在换热一体化技术，预冷后的冷却和连续氢液化流程 气态，导致晃动以及闪蒸发气体所氢液化新流程应器，直接在热冷却的同时术的应用案例的高压氢气从续正仲转化反 致液氢

252、的蒸发闪蒸等。液氢所造成的氢气程被在低时加例，从液反应，发有氢的气损中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）87 失，因此解决液氢的损耗问题是液氢储运技术发展的关键。液氢的储运需要使用具有良好绝热性能的低温液体存储容器，也称液氢储罐。低温绝热技术是实现低温液体储存的核心技术手段，按照是否有外界主动提供能量可分为被动绝热和主动绝热两大方式。(1)被动绝热技术被动绝热技术 被动绝热技术不依靠外界能量输入来实现热量的转移，而是通过物理结构设计，来减少热量的漏入而减少冷损。常用于液氢储罐的被动绝热方式是真空多层绝热，采用多层反射屏

253、，在高真空绝热的基础上，减少辐射传热，实现高效绝热，其绝热性能能够达到 10-610-4 W/mK。对于常规多层绝热的研究表明，在高温侧辐射热流占主导，而在低温侧辐射屏之间的固体导热热流显著增加，因此提出 VD-MLI(变密度多层绝热)结构，认为可在辐射热流占主导的高温侧使用较大的层密度来减少辐射换热，而在低温侧使用较小的层密度来减少固体材料导热，来优化多层绝热材料的整体性能。相关研究表明，在低温推进剂长期在轨储存方面，采用 VD-MLI 技术与传统的多层绝热相比，推进剂蒸发量减少近 60%，而绝热材料质量减少近 40%。对于地面高压环境中，若低温液体贮箱表面直接安装多层绝热材料，贮箱表面的低

254、温会造成多层绝热内部空气结冰，而且在非真空环境下多层绝热内部各层之间还存在对流换热，此时提出了泡沫塑料与多层绝热相结合的复合多层绝热技术(SOFI/VD-MLI)，其结构如图 5-5所示。中国制冷学会 蒸汽绝热绕盘汽流由于度较量得1959 年汽冷却屏及热材料+蒸汽盘管形成冷流经包围贮于低温贮箱较低，因此得到二次利中国氢中国氢液液Scott 提出及缠绕在其表汽冷却屏的冷却屏，将低贮箱的冷却屏箱内已蒸发的此通过蒸汽冷利用，从而间图 5液液化、储运化、储运技技图 5-5 复了在多层绝表面的盘管的液氢储罐如低温贮箱中屏，与盘管的低温气体冷却屏，可间接的冷却-6 多层绝热技技术及应用术及应用发发88 复

255、合多层绝热绝热中嵌入管组成，常如图 5-6 所中已蒸发的管外隔热材体，相比于可以吸收更却了贮箱表热材料+蒸汽发发展研究报告展研究报告热结构示意入蒸汽冷却屏用材料为铜所示，其原理气体通过盘料进行热交多层隔热材多的热量，面，达到了汽冷却屏方（2023）（2023）意图 屏的概念，铜、铝等金理是通过在盘管引导排交换后排出材料温度环使已蒸发了降低贮箱方案示意图 蒸汽冷却屏金属材料。多在低温贮箱外排出贮箱，使出到外界环境环境来说依然发低温气体的箱漏热率的 屏由多层外缠使蒸境中。然温的冷目的。中国制冷学会(2)用制主动图，低温的绝的零(3)液氢构机前我储罐自增主动绝热主动绝热技技主动绝热制冷机来主动技术常

256、用在被动绝温液体零蒸绝热效果，零蒸发储存液氢储罐液氢储罐类类液氢储罐固定式液氢，常用的机械强度高我国自行研罐结构如图增压器及压中国氢中国氢液液技技术术 热技术是通过主动提供冷量用在一些闪蒸绝热基础上，蒸发。零蒸发从而实现低存。类类型型 罐类型一般可液氢储罐一般的包括球形储高、应力分布研制的大型固图 5-9 所示压力、液位测液液化、储运化、储运技技过以耗能为量，与外界蒸气再液化，通过制冷发储存技术低温液体零图 5-7 ZB可分为固定般用于大容储罐和圆柱布均匀，但固定式液氢，主要由罐测试装置等技技术及应用术及应用发发89 为代价来主界的漏热平化流程中。冷机主动耗术结合了被零蒸发储存BO 存储技定式

257、和移动式容积的液氢存柱形储罐。但球形储罐加氢储罐多为罐体及进液等组成。发发展研究报告展研究报告动实现热量衡，从而实图 5-7 为零能提供冷量动绝热和主，目前已实术试验装置式两种类型存储，一般球形储罐损加工难度大圆柱形液氢液口、取样口（2023）（2023）量转移，常实现更高水零蒸发储存量来进行热主动绝热，实现在地面 置图 型。般能够储存大损耗率最低大、造价高昂氢储罐。常口、转注口常见的手段是水平的绝热效存技术试验装热量转移，实可以实现更面上液氧及液大于 330 m低，并且球形昂(图 5-8)，常用圆柱形液口、外接气源是采效果，装置实现更好液氢m3的形结，当液氢源口、中国制冷学会 常公为氢储足运

258、从液方式式。由于移动公路运输的2.55m）。移储罐并无明运输过程中罐式集装液氢工厂到式灵活，既 中国氢中国氢液液动式运输工具液氢储罐最移动液氢储明显差别，但的加速度要装箱式液氢储到液氢用户的既能采用陆运液液化、储运化、储运技技图图 5-9 圆柱具的尺寸限最大宽度限储罐的容积越但移动式液要求。储罐与液化的直接储供运，也可进技技术及应用术及应用发发90 5-8 球形液柱形液氢储限制，移动限制为 2.55 越大，蒸发液氢储罐需化天然气罐供，减少了进行海运，发发展研究报告展研究报告液氢储罐 储罐结构示意式液氢储罐m（强制性发率越低，其要具有一定式集装箱类液氢转注过是一种应用（2023）（2023）意图

259、 罐常采用卧性国家标准其结构、功定的抗冲击类似，罐式过程的蒸发用前景较好 卧式圆柱形，GB 1589 规功能与固定式击强度，能够式集装箱可实发损失，且运好的液氢存储，通规定式液够满实现运输储方中国制冷学会(4)道运铁路R00特殊适合需经适用内的度高送管然后5.1.气态为三循环氦气液氢的运液氢的运输输液氢适合运输。液氢的陆路槽车一般005 规定，殊大容量液专用的海合于远距离经过人口密由于液氢用于远距离的液氢输送高，适合点管道的工作后打开 K1，.2 关键技术氢液化循态工质冷却三种基本循环。实现氢气/氢气压缩中国氢中国氢液液输输 合大规模、长陆运为公路或般装载圆柱形常规公路运液氢储罐容积海运液氢驳

260、船离液氢运输。密集区域，相氢温度极低，离输送(2 km送。管道输送对点，大规作原理图，液加注完成术与主要指标循环和空气等到所需的低循环：J-T节氢液化循环的缩机技术、低液液化、储运化、储运技技长距离的运或铁路运输形液氢储罐运输真空绝积最高可达船装载有较 用于船运相较于陆运，对液氢输m)，管道输送可有效降规模的运输液氢由液氢后，关闭 K图 5-10液标 等气体液化低温，以获节流液化循环的关键技术低温板翅式技技术及应用术及应用发发91 运输，常见输，采用的罐，根据 G绝热罐体内容达到 200 m3。较大容量的运的液氢储运更加经济且输送管路的输送一般用降低氢气运输。图 5-10氢贮罐向试验K2，K1

261、 保液氢输送管化循环一样，获得液氢。按环、氢膨胀术主要包括式换热器技术发发展研究报告展研究报告的液氢运输运输工具为GB1589 外容及不得大。液氢储罐，储罐最大容积且安全。低温性能和用于航天发射输成本，但所示为航天验容器加注持打开状态管道工作原理也是由一按制冷基本胀制冷液化循：氢液化流术、气体轴（2023）（2023）输方式有陆为液氢槽车廓尺寸限制大于 52.6 m3运载能力积可达到 1和绝热性能射场或航天但是前期投天发动机试注时，首先态。理图 一系列热力过本方式，氢液循环和氦膨流程与系统轴承透平膨胀陆运、海运和车，液氢公路制要求及 T3，铁路运输力大、能耗低1000 m3，且能要求较高，天发

262、动机试验投资大，建设试验场内液氢先打开 K2 阀 过程组成，液化循环可膨胀制冷氢液统集成调控技胀机技术、和管路或TSG 输的低，且无，不验场设难氢输阀门，使可分液化技术、正中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）92 仲氢催化转化技术、低温调节阀技术、气体纯化技术等。在这些关键技术中，相比大型氦液化装置，动力机械(透平膨胀机、压缩机)的设计、制造，正仲氢转换装置的设计是占有较为重要的位置。以氢气透平膨胀机为例，叶轮线速度应接近膨胀气体的声速。当氢气压力为 2106 Pa，入口氢气温度为 30 K时，其声速约为 569 m/

263、s。声速的提高增加了转子的应力，提高了设计难度，对于氢气透平压缩机的问题类似。由于氢气的粘度低，密度小，高速气体轴承的刚度、承载力下降，氢气体轴承的加工与设计具有一定的挑战性。对于氢液化技术独有的正仲氢转化技术，目前国际上流行的主流转换技术为连续转化，分段布置在液氮至液氢温度之间，其催化剂置于换热器通道内，由于正仲氢催化转化热引起的能耗最小。衡量氢液化系统整体性能的主要技术指标为制冷循环的相对循环效率或单位液氢的能耗。目前在运行的氢液化装置的相对循环效率在 20%30%之间，单位能耗约为 1015 kWh/kgLH2，其中液氮预冷的能耗 4.54.8 kWh/kgLH2，但不包含压缩机组的冷水

264、机组的能耗。其中德国氢液化装置 Ingolstadt，氢液化流程采用改进的液氮预冷型克劳德循环，单位能耗为 13.6 kWh/kgLH2，德国规模最大的氢液化系统 Leuna 的单位能耗为 11.9 kWh/kgLH2。也有概念性设计创新流程的循环效率高于 30%，单位能耗小于 10 kWh/kgLH2。规模越大的氢液化系统，透平膨胀机效率越高，30吨/天的氢液化总效率一般为 38%，大型化设计可提高至 40%以上。经过对氢气压缩机与膨胀机的开发、建造和运营成本综合对比，使用氢气循环的克劳德循环最为经济。国际上大规模低成本氢液化系统开展也取得了一定 的 进 展，例 如 日 本 的WE-NET(

265、World Energy Network)，欧 洲IDEALHY(Integrated Design for Efficient Advanced Liquefaction of Hydrogen)。日本超大型氢液化系统 WE-NET，设计了 300 吨/天液化生产装置为 8.5 kWh/kgLH2。IDEALHY 项目针对建立液化量为 50 吨/天的氢液化系统，单位能耗最终优化为 6.4 kWh/kgLH2。目前能够提供商业化氢液化装置的公司主要是普莱克斯、林德、法液空等。普莱克斯大型装置多采用克劳德循环的氢制冷方式，单位能耗相对较低，约为12.515 kWh/kgLH2。法液空中小型装置采

266、用氦制冷氢液化流程，单位能耗约为中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）93 17.5 kWh/kgLH2。对于未来的氢液化装置，林德公司(Linde)期望最终的 10 吨/天的氢液化站单位能耗能降低到 10 kWh/kgLH2，50 吨/天的可以降到 9 kWh/kgLH2，法液空的最终目标是将氢液化站的单位能耗降低到 9 kWh/kgLH2。氢气液化流程设计相对于其他气体的液化分离主要有以下特点：根据气体液化焦耳-汤姆逊节流等基本理论，气体温度须低于转化温度时，节流才能产生制冷效应。氢的最高转化温度约为 204 K(-

267、69.15)，温度低于 80 K(-193.15)时进行节流才有明显的制冷效应。常压下氢气的液化温度为20.268 K(-252.8)，熔点 14.025 K(-259.125)。氢的汽化潜热小(460.5 kJ/kg 20 K)，氢液化的理论最小功为 12019 kJ/kg，在所有气体中是最高的。氢气转化温度很低，只有将氢气预冷到转化温度以下，采用节流制冷方法，才可能使氢气液化。氢的液化还有一个特别之处，需要考虑正仲氢两种状态的问题。氢分子由双原子构成，根据两个氢原子核自旋方向，分为正氢(O-H2)和仲氢(P-H2)两种。原子核自旋方向相同的是正氢，自旋方向相反的为仲氢，正仲态的平衡组成与温

268、度有关，室温下平衡氢(也称正常氢或标准氢(N-H2)是 75%正氢和 25%仲氢组成的混合物。高于室温时，正仲氢的平衡组成不变。低于常温时，正、仲态的平衡组成则随温度变化。温度越低，仲氢的浓度越高，在液氢的标准沸点时仲氢含量达到 99.8%。如果氢在液化过程中如不进行正仲态的催化转化，则生产出来的液氢是正常氢。液态正常氢会自动地发生正仲态转化，最终达到相应温度下的平衡氢。由于正仲氢的转化是一个放热的过程，开始的 24 小时里，液氢大约要蒸发损失18%，100 小时后损失将超过 40%。可见，须制取不易蒸发损失的液态的平衡氢。也可以在氢的液化过程中，使用催化剂，就可以直接制取液态的平衡氢(基本上

269、是仲氢)。氢的正仲态转化会放出热量，取决于反应的温度和使用的催化剂。所处的温度级不同，所放热量不同；使用的催化剂不同，则转化的效率不同。在氢液化的三种基本液化循环中，又衍生出多种不同的液化循环，常见的有带预冷的林德-汉普逊(Linde-Hampson)循环、预冷型克劳德(Claude)循环和氦制冷的氢液化循环。每一种流程具有不同特点，其中林德-汉普逊循环能耗高、效率低，不适合大规模应用。克劳德循环综合考虑各关键设备性能和运行经济性，适用于大规模氢液化装置，特别是液化量在 3 吨/天以上的氢液化系统。氦中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研

270、究报告（2023）94 制冷的氢液化装置，由于国际及国内氦制冷机的发展，采用氢氦间壁式换热，安全性更高，但由于传热温差带来的不可逆性，整机效率低于克劳德循环，主要用于 3 吨/天以下的装置。在实际氢液化工程应用中，需要根据制造难度、设备投资以及系统的大小进行氢液化循环流程方案的合理选择。评价氢液化装置性能的主要技术指标有单位能耗、性能系数、循环效率、液化率等。单位能耗 w0表示获得 lkg液化气体需要消耗的功。根据理论最小功推算的氢液化单位能耗约为 2.89 kWh/kgLH2。性能系数：定义为液化气体复热时的单位制冷量与所消耗单位功之比。循环效率：低温技术中通常采用循环效率来衡量实际循环的不

271、可逆性，又称热力完善度。定义为实际循环的性能系数与理论循环的性能系数之比，也是理想循环所需的最小功 wi与实际循环液化功 w的比值。循环效率 FOM：ffii/mwmwwwFOM (5-1)液化率 y：定义为被液化部分的气体质量与循环总质量流量之比：mmyf/(5-2)世界上正在服役的大型氢液化装置基本以改进型带液氮预冷的克劳德(Claude)循环为主。大型氢液化装置的基础均采用膨胀机预冷的氢液化循环。为进一步改善克劳德循环的性能，出现了一些改进循环，例如双压克劳德循环，仅通过节流阀的气体被压缩到高压，经过膨胀机的循环气体仅压缩至中压，从而降低单位质量的液化功。目前拥有成熟的、商业化的氢液化工

272、艺的企业主要包括法国液化空气、瑞士林德、英国 BOC、美国的 Praxair、Air Products等大型跨国气体企业，拥有成熟的膨胀机、压缩机、冷箱，以及循环流程研发及生产制造产业链，在工业实践中积累了大量了工程经验，其中不乏经典的氢液化循环系统。普莱克斯(Praxair)是北美第二大液氢供应商(空气制品公司 Air Products and Chemicals，Inc 为第一大供应商)，在美国有 5 座装置，氢液化能力为 1830中国制冷学会 吨/天改进机制运行Prax循环制冷膨胀热器然后统中缩机循环现在氢液天，Praxair进型的带预普莱克斯制冷。例如行的大型氢xair 氢液化环；设置

273、连氦制冷氢冷的氢液化胀机的氦制器获得液氢后经过膨胀中，原料氢氢液化发机、膨胀机环具有较低在运行的大液液化能耗中国氢中国氢液液r 大型氢液预冷克劳德循斯的大型氢液如美国佛罗里氢液化装置化流程具有连续正仲氢催氢液化系统能化系统由氦系制冷循环或斯氢。基本流程胀机膨胀获得氢气经液氮预发展方向是降机和换热器等低的单位能耗大型氢液化流耗指标有望达液液化、储运化、储运技技液化装置的能循环。液化装置采里达州产量置基本上都如下特点：催化转化。能耗较高，系统与氢系斯特林循环程如为：氦得低温，达预冷后，在降低功耗，等主要部件耗，单位能流程的能耗达到 4.41 kW图 5-11不技技术及应用术及应用发发95 能耗为

274、12.5采用克劳德量为 50 吨/都是采用改液化路与 一般主要用系统两部分环的制冷机氦气被压缩达到比氢沸在氢氦热交换可以通过件的效率来能耗大概 11耗一般在 13Wh/kgLH2。不同氢液化循发发展研究报告展研究报告515 kWh/循环，即由/天的大型氢改进型带预预冷路一并用于 3 吨/天组成，采用中获得氢冷后，经液氮沸点更低的温换器内被冷设计高效新实现。氢气.714 kWh315 kWh/。循环的能耗（2023）（2023）/kgLH2，其由液氮预冷氢液化装置冷的克劳德并压缩；预天以下的氢用氦作为制冷凝的温度氮预冷，换温度(但高于冷氦气降温，新型氢液化气直接膨胀h/kgLH2。如kgLH2，

275、理耗对比 其液化流程均冷、氢透平膨置。目前世界德液化流程预冷路为柯林氢液化系统。制冷工质，在度，通过氢氦换热器逐级冷于熔点)。氢得到液氢化流程和提高胀的双压克劳如图 5-11 所理论上未来单 均为膨胀界上程。林斯。氦在带氦换冷却，氢系氢。高压劳德所示，单位中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）96 表 5-1 不同规模的氢液化装置采用的氢液化循环 氢液化规模氢液化规模 液化率液化率 制冷循环制冷循环 小型 326 加拿大 80 亚洲 39.7 欧洲 24 北美 5 从表 5-2 中可以看出，在全球范围内北美的液氢产量占全

276、球液氢产量的 80%以上，远高于其他国家。近两年来，美国仍在加大液氢工厂的建设力度，美国普莱克斯公司(PRAX)将在德克萨斯 La Porte建设第五座液氢工厂，产能大于 30吨/天，计划于 2021 年投产；空气化工产品公司 2019 年在美国西部建造一个日产百吨级的液氢工厂，向位于加利福尼亚州的加氢站提供液氢；法国液空公司也于 2019 年初在美国开工建设液氢工厂，产能为 30 吨/天，预计于 2021 年投产。统计显示，2021年美国的液氢产能将高于 500吨/天。我国由于液氢技术仍处于发展阶段，主要应用于航天领域，民用领域应用基本处于空白状态，仅在航天发射场、101 所等有几氢液化装置

277、。我国在发展航天事业初期，就将研制液氢系列推进剂提上日程，关键技术和关键设备靠自己开发研制。1961 年化学工业部承担了液氢工业开发任务，由大连化学工业公司结合液氢精馏制取重水的工艺开发，进行液氢研制工作，试验解决了液氢冷源、原料气吸附纯化等问题。1965 年化工部将吉林试剂厂水电解及氢水交换浓缩重水装置改建为液氢精馏制取重水装置。为我国解决液氢生产工业规模的低温工程探索经验，同时在西部地区又建设了以合成气为气源的液氢精馏提取重水及液氢的生产装置，1970年 4 月开始试车。液氢精馏制取重水及液氢生产技术是由大连光明化工研究所承担研究及中试，化工部第六设计院承担设计。初期采用的简单林德循环，在

278、解决膨胀机设备后改为克劳特循环。1960 年杭州制氧机厂与北京航空学院合作对设备专题开展流程分析计算工作。1961 年国家科委和一机部列入 100 L/h 液氢设备研制计划，在制造过程中解决了真空计算等关键技术问题。1966 年初安装在北京 101 站，进行了调试，中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）99 1969 年正式投产生产液氢。在氢气压力为 1.3-1.5106 Pa，氢液化率可达 25(100 L/h)，生产液态仲氢(仲氢浓度大于 95)时，液化率为每小时生产 70 L 液态仲氢。所生产的液氢基本上满足了我国

279、第一代氢氧发动机研制试验的需要。1995 年以来 101 所从先后引进的 300 L/h 和 600 L/h 氢液化装置，采用氦制冷氢液化循环。中科院理化所自从 2009 年以来，在中科院和国家重大科研装备研制项目支持下，先后研制成功 2000 W/20 K、10000 W/20 K液氢温区制冷机，为规模化液氢装置奠定了基础。2021 年 9 月，中国航天科技集团有限公司六院 101 所研制的我国首套自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系调试成功，液氢仲氢含量 97.4%，设计液氢产量为 1.7 吨/天，实测满负荷工况产量为 2.3 吨/天。包括透平膨胀机、控制系统、压缩机、正仲氢转化器等

280、核心设备在内的 90%以上的设备完全采用国产，额定工况透平膨胀机效率达 80%。在保障运载火箭燃料供给方面有重要的战略意义，为我国氢能产业氢的规模化储运提供了自主可控的技术和装备基础，具有里程碑式意义。氢液化装置将进一步向大型化方向发展，系统控制水平不断提高，气体轴承透平膨胀机在氢液化系统中得到更多的应用。在双碳目标下，绿色清洁高效低成本的能源开发利用是未来经济社会发展的重要研究方向，其中氢能源具体重要的发展前景。氢能的发展对国家能源保障、应对气候变化、调整和优化能源结构均具有一定的支撑作用。作为大规模氢能储运手段之一的液氢技术和装备将进一步向大型化和高效率方向发展。液氢在常压下的密度为 70

281、.9 kg/m，相当于 7107 Pa 氢气密度的 1.8倍。车载液氢瓶的存储密度可达到 6.67%。主要的氢液化流程有节流液化(预冷型 LindeHampson 系统)、预冷型Claude 系统和氦制冷的氢液化系统。其中节流循环效率低，不适用于大规模应用。Claude 适用于大规模氢液化装置，特别是是液化率大于 3 吨/天以上的系统。氦制冷的氢液化装置安全性更高，但是由于其存在氢氦换热温差，整机效率略低于 Claude 循环，更适用于 3 吨/天以下的装置。在实际应用中，根据实际情况、难度、设备投资以及系统的大小进行液化循环的合理选择。效率最高的预冷的Claude 循环的理论流程的循环效率仍

282、低于 10%，比功耗高于 30 kWh/kgLH2。目中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）100 前在运行的氢液化装置的相对循环效率在 20%-30%之间，比功耗约为 10-15 kWh/kgLH2，目前已经运行典型氢液化能耗为 12 kWh/kg。法液空小型装置采用氦制冷氢液化流程，单位能耗约 17.5 kWh/kgLH2。对于未来的氢液化装置，林德公司(Linde)期望最终的 10 吨/天的氢液化站单位能耗能降低到 10 kWh/kgLH2，50 吨/天型号的可以降到 9 kWh/kgLH2；法液空的最终目标是将氢

283、液化站的单位能耗降低到 9 kWh/kgLH2。为提高氢液化的经济性，大规模低成本氢液化装置已有所发展。具有典型代表性的研究项目有，日本 WorldEnergyNetwork(WENET)项目，欧洲IDEALHY 项目等。日本 WENET 项目目标定位于未来氢能的大规模输运及储存，发展大型氢液化装置(液化量 300 吨/天)的新流程。氢的正仲转化除在液氮温区采用等温转化外，其他各级在换热器通道内设置催化剂 Fe2(OH)3，完成近似连续转化过程。采用回收透平膨胀机功率减小系统耗功，提高循环效率。通过比较采用氢循环，氦循环，氖循环的低温透平冷却形式的循环单位能耗，氢循环进行冷却是最经济的方案，循

284、环单位能耗为 8.5 kWh/kgLH2。欧洲 IDEALHY 项目的目标是通过设计与优化大幅降低系统的单位能耗，液化量为 50 吨/天的氢液化装置单位能耗达到 6.4 kWh/kgLH2左右的目标。氢液化分为以下 5 个阶段：氢气压缩、氖氦膨胀机冷却到 279 K、混合制冷剂预冷到 130 K、采用逆布雷顿循环冷却到 26.8 K、继续氢气膨胀与液化。新流程与现有传统流程的主要差别在氢液化采用透平压缩和最终以氢膨胀代替节流阀液化。5.2.2 大型氢液化系统的关键设备 大型氢液化装置的原料氢来源通常有：水电解、氨或甲醇的热-催化分解，烃的蒸汽重整等。为确保氢液化装置连续安全运行，原料氢气需要采

285、用冷凝法或低温吸附法或变压吸附法等进行纯化，要求纯化后杂质的总含量不大于 1 ppmW。整个氢液化装置由压缩机、低温换热器及高真空冷箱、正仲氢催化转化器、透平膨胀机、液氢储槽等关键设备组成。下面对大型氢液化系统的关键设备详细介绍如下：中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）101 5.2.2.1 氢气压缩机 压缩机作为氢气液化系统的核心部件之一，对整个系统运行的可靠性起到决定性作用，对氢气压缩机的安全性和可靠性要求非常严苛。氢气压缩机组要求采用完全自动化控制，控制精度与控制方案十分精准。氢气使用需要重视有氢气介质的设备的安

286、全加强安全管理、工艺管理和设备管理。常用氢气压缩机结构型式主要有隔膜式、活塞式、螺杆式与透平式，具体结构形式根据流量和压比范围进行选择。隔膜压缩机具有密封性好和气体纯度高的特点，依靠隔膜在气缸中作往复运动来压缩和输送气体，采用由液力驱动的金属隔膜，排气量仅有百立方米/小时，在氢液化系统的应用不多。其中活塞压缩机具有排量大和排气压力高的特点，在液氢工厂应用为主，需要注意活塞环不允许用类似聚四氟乙烯等非金属材料制造，因为聚四氟乙烯在运行中因摩擦会产生静电，导致氢气发生爆炸。活塞式氢气压缩机具有压缩效率高、适应性强的特点。工作原理为：在电机驱动下，曲轴带动活塞连杆及活塞在气缸内往复式运动，气体在活塞

287、压缩后通过排气阀排出。通常活塞式氢气压缩机每运行 36 个月，就要切换备机，对压缩机进行维护或检修。其中重点检查气阀。根据氢液化循环，排气压力只涉及低压压缩机(排气压力为 0.31106 Pa)和中压压缩机(排气压力为 110106 Pa)。离心压缩机利用气体由于受旋转所产生的离心力的作用和扩压器内的气体流动提高压力，在超大流量的氢气压缩具有重要应用前景。在活塞式和离心式氢气压缩机中，不同于常规空压机的关键技术在于采用干气密封技术，干气密封技术是一种新型的非接触式轴封。其结构与普通机械密封类似。但重要区别在于，干气密封其中的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽。运转时进入浅槽中的气体受到压缩，在

288、密封环之间形成局部的高压区，使密封面开启，从而能在非接触状态下运行实现密封。干气密封技术使用气封液或气封气思路替代喷油式螺杆压缩机液封气或液封液，具有泄漏量小，寿命长，维护费用低，密封驱动功率消耗小等优点，更适用于高速高压差下的大型离心压缩机的轴封。对于采用“氦制冷-氢液化流程”的大型氢液化系统，氦气喷油式螺杆压缩机是主要的应用形式。螺杆压缩机是 1934 年瑞典 SRM 公司(Ljungtomturbinen)进中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）102 行有关气体透平研究而设计的螺旋式压缩机基础上加以改进完成的。属

289、于容积型回转式压缩机，利用旋转的两个转子的啮合移动被吸入的气体，同时减小容积，压力升高。转子与机壳之间有小的间隙，这种作用具有互不接触的特征。两转子在机壳的两端用轴承支撑。轴承和工作腔之间有挡油环和轴封装置。两转子能以一定小的间隙而互不接触的旋转。转子与机壳间也有间隙，不需要润滑油。但油冷却。转子具有足够的刚度，把吸排气形成的压力差所产生的挠度和传递功率所产生的转矩减到最小。国外的氦螺杆压缩机通常是在空气螺杆压缩机的基础上通过特殊的改造设计制成。如目前氦制冷领域广泛采用的氦气螺杆压缩机就是德国凯撒(KAESER)公司在系列空气螺杆压缩机基础上改造而成，并已形成了系列化产品，其喷油螺杆压缩机的单

290、级压比可高达 15:1。其他掌握氦气喷油式螺杆压缩机技术的公司还包括美国寿力公司(SULLAIRCORP)、德国艾珍(AERZEN)、英国的豪顿(HOWDEN)、日本的前川(MYCOM)等。这些公司的一些定型产品由于和 Linde等低温公司的技术排他性协议，不对中国用户单独出口。即使允许独立出口到中国的产品，除了价格昂贵，还实行最终用户的限制，禁止使用在航天、核能等应用领域。这严重制约和限制了我国大型低温技术及其相关应用领域的发展。我国在氦螺杆压缩机方面在 2016 年以前没有成熟的厂品提供，主要由于氦螺杆压缩机的研制难度大，由于对氦气物性认知的限制，生产厂家不具备研发攻关能力。虽然早在 19

291、97 年大型环模装置 KM6 曾经有过氦气螺杆压缩机改制的先例，但是轴封和油分问题都没有解决。2003 年武汉新世界制冷公司(现已并入冰山集团)为中科院等离子所 EAST 项目改制了氦气螺杆压缩机，但经常出现抱轴等严重故障，性能也不稳定。在国家重大科研装备研制项目“大型低温制冷设备研制”任务下，中科院理化所联合国内相关企业开展了系列氦气压缩机的研制工作，整机效率达到国际先进或国际领先水平，拥有了高性能氦/氢气螺杆压缩机的完全自主知识产权。形成了压比 4215、单级流量 20020000 Nm3/h 的系列氦气喷油螺杆压缩机产品，并在国产氢液化装置中得到成功应用。以氦气喷油式螺杆压缩机组为例，主

292、要技术指标除了流量、压比外，衡量热力学效率可以采用等温效率或绝热效率，一般工况下等温效率可达到 4555%左右。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）103 5.2.2.2 氢气透平膨胀机 低温膨胀机是氢液化等低温系统的心脏，是通过气体膨胀对外输出功以产生冷量的设备，膨胀机技术直接反映氢液化系统的技术水平。根据对外膨胀做功的基本原理，膨胀机可分为活塞式膨胀机和透平式膨胀机(Turbo expanders)。膨胀机中气体初压与膨胀后的终压之比称为膨胀比。活塞式膨胀机主要用于中高压、小流量，即膨胀比为 5-40，气体流量为

293、50-2000 Nm3/h 时场合。透平式膨胀机主要应用于低中压和流量较大的场合，特别是膨胀比小于 5、膨胀气体量超过 1500 Nm3/h 时。与活塞式膨胀机相比，透平膨胀机是一种高速旋转的机械，利用工质速度变化实现能量转换，将高速动能转化为膨胀功输出，实现出口工质内能(温度)的降低，具有外形尺寸小、质量轻、气量大、性能稳定等优点，膨胀过程更接近于等熵(绝热)过程，绝热效率较高。1960 年代以来，透平膨胀机逐渐在空分制冷及天然气液化等装置中广泛应用。气体温度的降低是在透平膨胀机的两个关键部件-喷嘴和叶轮中完成。当高压的气体通过喷嘴流道时，由于喷射作用使气体的速度迅速上升。如图 5-13 所

294、示，氢液化系统常用的一种向心径-轴流反动式透平膨胀机的结构示意图。透平膨胀机主要由通流部分、机体和制动三大部分构成。通流部分主要是指蜗壳、喷嘴、膨胀叶轮(工作轮)、主轴和轴承组成，其中主轴、工作轮和制动轮也称为转子系统。蜗壳的主要作用是将气体均匀地分配给喷嘴环中的每个喷嘴；喷嘴，也称导流器或叶栅，将从蜗壳进入的气体进行膨胀，产生具有一定方向的高速气流进入工作轮，氢液化系统中工质(氦气或氢气)在喷嘴中完成的能量转换约占总量的 50%左右，是透平膨胀机的主要部件之一。为使工作轮获得尽可能大的动量矩，喷嘴设计成圆周分布。工作轮是将气流继续膨胀，将动能转化为机械能，并将膨胀功通过轴传递出去，获得温度降

295、低和比焓降低，并通过轴输出，并把膨胀后的气体平稳输入扩压器；叶轮常用形式有半开式和闭式叶轮。主轴的两端分别支撑在轴承上，轴通过蜗壳的部分设有轴封，通过干气密封减少膨胀气体的泄漏和避免透平膨胀机轴冻结。气体经蜗壳分配，在喷嘴内部分膨胀后，以一定的角度和速度进入工作轮膨胀降温，然后经扩压器进入出口，并输出膨胀功。在主轴的另一端需使用制动机构制动，消耗输出的膨胀功，以保持转速稳定。制动机构可以采用风机或制动电动机。使中国制冷学会 用制机制使用承、因，会导可提Agr体液性能壳之3Cr幅，关键加工制动风机可制动可以将用气体轴承油轴承等传统轴承导致传统轴提高轴承稳rawal 博士在液化设备的1 工作轮图

296、5-13气蜗壳通常能，使工质之间的间隙主轴是透r13 等制成各零件及键部件，不工质量对透轴承是决中国氢中国氢液液可以回收部分将部分膨胀功承支撑。根据等形式。传统承技术已被证轴承磨损和失稳定性和使在 1970 年性能。；2 制动风子气体轴承透平常是使用铸铜进入工作轮隙，否则会造透平膨胀机，与工作 轮及组合后都必不仅要求有良透平膨胀机的决定透平膨胀液液化、储运化、储运技技分膨胀功用功直接转化据转子大小统油轴承膨证明是许多失效。气体用寿命。箔年代首先在航风机；3 密封子；8 密封气平膨胀机结铜、铸铝或轮时具有一造成气流短中的高精度轮、制动轮必须进行动良好的气动的效率有重胀机能否在技技术及应用术及应用

297、发发104 用于增压，化为电能。小和转速，膨胀机是低多低温设备体轴承具有箔片轴承是航空航天工封套；4 气体气接头；9 结构示意图(或不锈钢制造一定角度的动短路，效率下度零件之一轮、螺母等动平衡校验动特性，还重要影响。在高速下稳发发展研究报告展研究报告结构简单，透平膨胀机轴承也可采温设备中计的致命弱点较高的承载是由 R&D工业中提出的体轴承；5轴承气接头(引自石秉三造的单蜗室动量矩。安下降。一，起传递等组成转子。工作轮是要有足够的定运行的高（2023）（2023）成本低；机转子一般采用机械轴计划外维护点。冷启动载能力和良动力公司的，可提高外筒体；6头 三制冷及室，具有良好安装时要使喷递扭矩作用。

298、为控制高是决定透平的机械强度高精度关键使用制动电般高速旋转，轴承、磁悬浮护停机的主要动和日常摩擦良好的稳定性的创始人高低温制冷和6 轴承套；7及低温技术好的气流分喷嘴端面与。主轴一般高速旋转时的平膨胀机性能度。叶轮流道键零件。采用电动，多浮轴要原擦也性，Giri 和气 7 转)分配与蜗般用的振能的道及用静中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）105 压或动压气体轴承时，径向轴承与止推轴承集成一体，装配同轴度影响整机性能。透平膨胀机具有很高的决绝效率，根据不同的膨胀气量和膨胀比，绝热效率一般为 6590%。提高透平膨胀机的

299、效率，主要通过减少透平膨胀机内的损失实现。这些损失决定了透平膨胀机的绝热效率，一般反动式透平膨胀机的效率达 80%以上。透平膨胀机内部通常有以下几个方面的损失：1)流道损失：气体高速通过喷嘴和工作轮叶片流道时，由于摩擦而产生的损失称为流道损失，与气体流动的绝对速度和方向有关。主要表现为工作轮通道中的涡流损失，以及当气流进入工作轮的角度与叶片进口角不一致时，产生的冲击损失等。2)漏气损失：气体从工作轮与喷嘴间隙中沿轮盘、轮盖的泄漏损失。对于小分子量的氦气和氢气，由于更容易泄漏，在设计透平膨胀机时，在保障运行可靠性的情况下，尽量减少各种机械间隙引起的泄漏损失。3)余速损失：排出工作轮的气体还具有一

300、定的气体能量未被利用，经扩压器后虽能回收一部分动能，但这一过程不可逆，称为余速损失。当透平膨胀机偏离设计工况运转时，余速损失将明显增加。4)外部传热损失：沿着制动端到工作轮端，由于轴向较大温度梯度的存在而引起的导热损失等。当透平膨胀机偏离设计工况，流道内的损失会加剧，例如：严重偏离设计转速时，叶轮进口处，气流对工作轮的相对速度方向会随之改变，造成气流对工作轮叶片的冲击，引起动能损失。装配不当，使喷嘴高度中线与工作轮进口叶高中线不一致，引起的过盖度损失。如果杂质凝固在喷嘴、工作轮上，使零件几何形状改变，甚至使气体流动堵塞造成固体堵塞损失。固体粉末的高速冲刷，将喷嘴或叶轮的流道表面打毛，也会因表面

301、粗糙度增加使摩擦损失增加。气体流出膨胀机时，流速较低，压力、温度、焓值都下降，达到制冷效果压缩气体在透平膨胀机内绝热膨胀时对外做功，其做功能力等于气流各种形式能量变化之和，即：做功能力=压力能差+动能差+位能差+内能差，其中位能差可忽略。压力能差与内能差之和为气体在流动过程中焓值的变化，所以做中国制冷学会 功能式5是指各种种理197有美些国化的站稳透平能力=进出口-2所示。式中 L-h1-h2-C1-C2-为衡量透指气体流经式中 hs-L1-h1-h2-hs-透平膨胀种损失。昂尼斯首理念在当时70年代才得美国Praxair国际领先的的成熟产品稳定运行。平膨胀机，中国氢中国氢液液口焓差+动能膨胀

302、机做功膨胀机进口膨胀机出口膨胀机进口膨胀机出口透平膨胀机的经透平膨胀机绝热效率，膨胀机做功膨胀机进口膨胀机出口理想绝热膨胀机实际焓降首先提出使用时仅仅是一得以实现。目和Air Prod的气体公司，品。林德公司日本的川崎已经于201液液化、储运化、储运技技能差。这就功能力，kW口焓，kJ/k口焓，kJ/k口速度，m/口速度，m/的热力学性机后，实际%；功能力，kW口焓，kJ/k口焓，kJ/k膨胀机出口降小于理论用透平膨胀个概念。透目前，国际ducts，瑞士，氢透平膨司(Linde)的崎重工，近7年在实验技技术及应用术及应用发发106 就是透平膨 W；kg；kg；/s；/s；性能，一般际得到的焓降

303、W；kg；kg；焓，kJ/kg论膨胀焓降胀机使氢气透平膨胀机际上可从事士林德，法国膨胀机研究的TED系列近年来也成验性氢液化站发发展研究报告展研究报告胀机热力学用等熵效率降与理想绝 g；的原因是气液化，但受机真正在氢氢透平膨胀国液化空气工作开展较透平十几年功研制出了站投入使用（2023）（2023）学计算的基 率，也称为绝热膨胀焓降 气体流经透受限于当时氢液化系统胀机研制开气集团和捷克较早，技术年来在德国了转速高达。基本关系式，为绝热效率表降之比，即 透平膨胀机存时技术水平，实现应用直开发的企业主克Ateko等。术成熟，有系国Leuna 氢液达100 krpm的，如(5-3)表示，即：(5-4

304、)存在，这直到主要。这系列液化的氢中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）107 我国从事低温氢透平膨胀机的研究起步较晚。1981年，由航空工业部609所研制的氢透平膨胀机在液氢装置上进行实验。该透平膨胀机采用气体轴承入口压力5105 Pa，出口压力1.5105 Pa，转速85-87 krpm，流量2700 m3/h，绝热效率为0.6-0.68。杭州杭氧膨胀机有限公司为山东某石化企业设计了一台用于化工领域的氢透平膨胀机，这台工业氢透平膨胀机采用增压制动，转速可达48.1 krpm，进出口温差为20.7 K。国际上氢透平的研

305、究表明，具有一些不同于氦透平的特点：例如RTV-0.7-11 型氢气透平膨胀机，转速10 krpm，制冷功率 30 kW，运转过程中产生巨大温差和高流速，大温差和高流速对内部构件产生较大影响。某型号氢透平膨胀机发现在提高转速后，相应的最大工作效率也会提高，排气温度进一步降低，此时低于密封气的凝固点，因而需要寻求氦气干气密封。氢是一种危险的爆炸性气体，在运行过程中必须防止空气进入膨胀机，因此在氢透平膨胀机研制中，设备的密封性是氢透平膨胀机研究重点。膨胀比为 80 的四级氢透平膨胀机，在工作条件下的绝热效率达到 0.65，高性能高压氢气透平膨胀机的使用大大提高了大型氢液化装置的产量。在国内，随着煤

306、化工、石油化工的快速发展，氢透平膨胀机在低温分离甲烷制 LNG装置、烷烃脱氢制烯烃装置等领域得到了重视，氢透平膨胀机在国内主要应用于异丁烷脱氢制异丁烯、甲烷制 LNG、丙烷脱氢制丙烯以及丙烷脱氢项目中。国外一些研究机构和学者也对水平更高氢透平膨胀机进行了一些预研工作。1997年立项的日本WE-NET氢能项目，提出的透平膨胀机流量远远大于如今已经面市的透平膨胀机，两级透平的流量分别为18.49 kg/s 和17.54 kg/s。叶轮外径处线速度高达458 m/s和385 m/s。川崎重工生产的氢透平膨胀机采用气体轴承，转速达100 krpm。杭氧及国内的一些高校和研究机构，已具有独立设计制造氢透

307、平膨胀机的能力。我国航空航天工业、化工行业的发展和清洁能源的需求，使得氢透平膨胀机具有越来越广的市场。氢液化系统中，使用带有透平膨胀机克劳德循环，获得液氢是综合考虑了系统的可靠程度，循环效率，成本投资等因素，是较为成熟可靠的方法。提高中国制冷学会 克劳制冷承逐多数着径外壳子的间隙异物使核单独体逸只能进行气和于液大的劳德循环氢冷量发展，逐渐不再适如图5-14数用于低温径向流入涡壳中。后者的轴承在室隙中保持的物导致涡轮核电站的其独的真空覆设计氢透逸出。对于能采用类似氢气透平行流量测试和氢气的原低温氢制液化率大于由于氢气的焓降，通中国氢中国氢液液氢液化系统的透平膨胀机适用，磁悬浮图 5-1所示，一种

308、温装置的透平涡轮叶轮，从者由单个的，室温，只有顶的高真空以降轮和进气叶轮其余部分仍然覆盖防护罩和透平膨胀机的于转速约为1似活塞压缩机平膨胀机由制试，以确定流型涡轮机的制冷装置的设于 5 吨/天的氢气密度的物性通常需要较小液液化、储运化、储运技技的性能，透机程序重载浮轴承可以14 应用于大种应用于大平膨胀机一从轴向流出，金属密封顶端承载涡降低传热损轮损坏。在然是冷的，和几个辐射的主要困难10万转/分钟机迷宫样式制造商自己流量系数和的设计和测设计中提出氢液化系统性，高效的小直径的叶技技术及应用术及应用发发108 透平膨胀机载、高转速以发挥更大的大型氢液化大型氢液化装一样，氢透出。进口叶封盖，同时涡

309、轮叶轮伸损失。氢气在入口和出充满了氢射屏蔽罩。难之一在于钟的轴，实式密封。己开发，开和效率。高测试。出的关键问统，一般采用的氢气透平叶轮和较高发发展研究报告展研究报告是关键。随的趋势，传的优势。化装置的氢透装置的典型平膨胀机是轮和进口蜗带有出口扩入冷涡轮机进入涡轮机口管线中，气。涡轮机在密封旋转实际上不可能发工作涵盖速用气体轴题之一是设用的就是氢膨胀机，具的圆周速度（2023）（2023）随着大型低传统的机械透平膨胀机型的氢透平是高速向心蜗壳内置于扩散器和排机壳体。在机前通过过能够拆卸机、过滤器转的涡轮轴能实现对氢盖：使用空轴承的轴承设计高效率氢气透平膨胀具有较低的度。高速氢低温系统向更械轴承

310、和气体 机 平膨胀机。和心装置，气流于坚固的冷涡排气管。涡轮在冷涡轮机壳过滤器，以防卸任何涡轮机器和手动阀都轴以防止任何氢气的绝对密空气对模型车承试验，使用率的膨胀机。胀机。的质量流量和氢透平机械的更大体轴和大流沿涡轮轮转壳体防止机即都被何气密封，车轮用空。对和较的主中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）109 要困难和挑战也是在于转子的稳定性和轴承的可靠设计。俄罗斯 Cryogenmash在 VNIIkriogenmash(全联盟低温机械科学研究所)工程使用的氢透平膨胀机，型号为 RTV-0.7-1.1，转速为 100

311、 krpm，制动功率 30 kW。气体轴承作为氦气和氢气透平膨胀机的核心部件，几乎决定了膨胀机的设计性能，如：膨胀比、转速、等熵效率和制冷量等，因此设计能够在高转速下稳定运行的气体轴承是膨胀机设计的关键技术。气体轴承根据其工作原理可分为动压型、静压型以及挤压膜型三种类型。氢液化系统中的透平膨胀机，气体轴承是动压和静压气体轴承为主。动压气体轴承相比静压气体轴承由于不需要外部供气，降低了装置的复杂性并且减少了气体的消耗量，提高了效率；电磁轴承具有工作寿命长、稳定性高、不需要密封措施、对部件加工精度要求不高，且轴承的刚度和阻尼可调等优点，因此开展新型轴承的研究非常必要，对于微小型透平膨胀机转子，提高

312、转速可以获得更大的焓降。研究气体轴承的润滑特性，其本质就是研究气体在间隙中的流动状态。根据流体力学的理论，流体在间隙中的状态可以通过质量守恒方程、动量守恒方程以及气体状态方程来确定，这也是依据 CFD 软件计算间隙内流动特征的基本理论依据。动压气体轴承流体润滑的性能计算以求解 Reynolds 方程获得流体润滑的压力分布为基础进行展开的。润滑方程是根据粘性流体的运动方程、连续性方程以及状态方程推导出来的。气体承载分静压轴承和动压轴承，但是现在使用较多的还是静压轴承。静压轴承需要外界不断供气，需要消耗外界部分能量，其承载能力根据提供气压力的不同而变化。而气体动压轴承工作时则不需要外界供给压力气源

313、，在动作的同时靠自身结构特点形成气膜，但结构相对较复杂一些。气体静压轴承是利用外部供气装置将具有一定压力的气体通过气孔进入轴套的气腔，将轴浮起而形成压力气膜，以承受载荷。其承载能力与滑动表面的线速度无关，故广泛应用于各种速度场合的载荷。由于氦气和氢气粘度低，因此摩擦损耗小，由于气体通过轴承的压力降引起的冷却效应，无论空气间隙如何小，封气面如何大，也能保持很小的升温。升温小、变形也小，无杂物污染，故此类轴承振动也很小。这对于高速透平膨胀机来说有很好的利用价值。中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）110 低温换热技术及装备

314、 5.2.2.3 低温换热器 板翅式低温换热器是氢液化器和氦液化器等大型氦制冷低温系统中的关键设备之一，具有体积小、重量轻和效率高等优点。由于热端温差最低可以达到0.5 K，可以充分利用氦制冷系统中的低温回气冷量，减少大温差造成的不可逆损失，提高了低温制冷系统的效率。板翅式换热器属于间壁式换热器，传热机理上的特点是具有扩展的二次翅片传热面。由于采用了特殊结构的翅片，使氦气在通道中形成强烈的湍动，使传热边界层不断被破坏，从而有效地降低了热阻，提高了传热效率。单位体积的传热面积(也叫传热面积率)能达到 12005600 m2/m3。由于翅片很薄，通常为 0.20.3 mm，结构紧凑、体积小，用铝合

315、金制造，重量很轻，成本大为降低，为低温工程节约大量贵重铜材。但是由于氦气流道狭小，容易因杂质气体在低温下凝固引起堵塞而增大压力损失，因此对于氦液化系统需要增加一套净化杂质气体的内纯化系统。世界上液氢温区以下的低温设备主要由法国液化空气公司和瑞士林德公司(Linde)生产，所选用的氦气低温换热器主要由法国诺顿公司和美国查特公司等生产的板翅式换热器，室温下的集合漏率达到 1.010-10 Pam3/s 以下。而我国空分冷箱内的板翅式低温换热器的泄漏指标只能达到 1.010-6 Pam3/s。通过对钎焊工艺改进，中国科学院理化技术研究所与国内相关单位联合研制生产出国内第一台泄漏率达到 1.010-1

316、0 Pam3/s 以下的氦气低温换热器。本项目是针对中国散裂中子源低温系统为应用目标，为同时满足两期加速器冷量要求，对低温制冷流程提出了有无液氮预冷两种流程，因此氦气低温换热器的设计以液氮预冷为设计工况，以取消液氮预冷为校核工况。板翅式氦气低温换热器的结构单元体由翅片、隔板、封条和导流片组成。在两块隔板之间放翅片，两边密封组成一个基本单元，由多个基本单元组成芯体。对各个通道进行不同方式的排列钎焊成整体，就可得到不同的换热器板束。为使氦气流或氮气流分布更加均匀，在流道的两端部均设置导流片。考虑到强度、热绝缘和制造工艺等方面的要求，板束的顶部和底部配置适当的工艺层。在板束两端配置适当的封头就组成了

317、完整的换热器。封头的截面积一般比自由中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）111 通道小，往往偏于一侧，所以在换热器两端设置导流片，把流体均匀地引导到翅片的流道中或汇集到封头中。板翅式氦气低温换热器设计包括设计计算和性能校核。设计计算是在一定的工艺参数条件下，计算换热器所需传热面积。性能校核是在原设计工艺条件发生变化情况下，确定流体出口温度是否满足工艺要求。板翅式换热器的设计公式较为复杂，通道设计十分困难，不利于手工计算。目前国内空分行业引进了较为可行的设计计算程序，如英国传热和流体流动学会 MUSEI 计算程序和美国

318、S.W 公司设计计算程序等。但是在液氢温区以下的大型低温装置中，板翅式换热器在更低温度下工作，运行工质多为氦气，缺乏相应的氦物性数据，目前国内尚没有设计计算氦气低温换热器的具体程序。为此，结合氦气物性参数，中国科学院理化技术研究所编制了一套氦气低温换热器的设计程序。板翅式换热器的设计步骤包括：选择合适的翅片型式与参数，确定通道排列，最终确定传热系数和传热面积。还包括强度校核，通常板翅式换热器在低压(2 km)输设备。液氢所示，目前容积 3800储罐。液氢储罐的流车、重卡及合采用车载超纯氢理想比于气态提业，GB/T 3要求，总硫含当前很多工业（2023）（2023）特点 输时储罐容积超过 200

319、 m3。可达到 1000 m术难度较高，能和绝热性能输送，目前只氢适用于大前世界上最m3，日蒸大小对比 及客车等长载液氢供氢系想的供应方提纯技术具37244-2018含量(体积分业氢气都很积不超过 100。是最常用的m3，更加安投入较大。能要求较高，只应用于航天大规模的储能最大的液氢储蒸发率330 m3)，固定式液氢储罐可采用球形储罐和圆柱形储罐。液氢储罐的漏热蒸发损失与储罐的容积比表面积中国制冷学会中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）中国氢液化、储运技术及应用发展研究报告（2023）133(S/V)成正比，而球形储罐具有最小的容积比表面积，具有机械强度高、应力分布均匀等优点，因

320、此球形储罐是较为理想的固定式液氢储罐。常用圆柱形液氢储罐主要由罐体及进液口、取样口、转注口、外接气源口、自增压器及压力、液位测试装置等组成。我国自行研制的大型固定式液氢储罐多为圆柱形液氢储罐。由于移动式运输工具的尺寸限制，移动式液氢 储罐常采用卧式圆柱形，通常公路运输的液氢储罐最大宽度限制为 2.55 m。移动式液氢储罐采用的运输方式包括公路运输、铁路运输及海运等。移动液氢储罐的容积越大，蒸发率越低。船运移动式储罐容积较大，910 m3 的船运移动式液氢储罐其蒸发率可低至 0.15%；铁路运输 107 m3容积蒸发率约为 0.3%；公路运输的液氢槽车日蒸发率较高，30 m3 的液氢槽罐日蒸发率

321、约为 0.5%。移动式液氢储罐的结构、功能与固定式液氢储罐并无明显差别，但移动式液氢储罐需要具有一定的抗冲击强度，能够满足运输过程中的加速度要求。我国液氢储运技术发展起步较晚且关键设备进口受限，液氢在民用领域的应用很少，限制了液氢的规模化应用。我国在液氢生产、储运、加注、计量、安全保障、故障预测、事故处置等多个方面都落后国外，甚至是空白。液氢储运技术的发展还需要储运环节标准化，加快相关标准规范的制订，完善液氢储运标准化体系建设。5.3.2 液氢储运关键装备 液氢的生产和储运的过程都关系到很多核心的部件以及关键的技术，氢的液化设备主要有氦透平膨胀机、低漏率换热器、氦螺杆压缩机、低温阀门、正仲氢转

322、化器等核心部件，而液氢的储运过程则对液氢泵、液氢储罐、液氢槽车等设备提出了很高要求。(1)液氢泵液氢泵 液氢泵是液氢领域一个至关重要零部件，当液氢运输至液氢加氢站后，如何使液氢流动至加氢设备和给氢加压就成了至关重要的问题，而液氢泵则是一个能效远高于氢压缩机的选择。液氢泵具有许多不同的种类，但是用于驱动低温流体的泵常见的有离心泵、隔膜泵、波纹管泵和活塞泵等几类。对于输送液中国制冷学会 氢的的场塞式 活活减速主体很复开来可以在其式布会硬润滑温电机带由活阀和的低温液体场合。隔膜式和离心式活活塞式液塞式液氢氢如图 5-18速机、原动体，与阀门复杂。在设来，可以有以选用奥氏其内部流道活塞式液布置的液氢硬

323、结失去润滑系统，润根据动力电机和传动带动曲轴传活塞、吸入和排出阀配中国氢中国氢液液体泵当中，波膜泵应用的也式液氢泵。氢氢泵泵 8 所示，液动机及其他门、缸盖、管设计的过程中有效提高缸体氏体铬镍合金道交孔处导圆液氢泵因在系氢活塞泵，结润滑性能，且滑作用由液力端驱动方式动机构)。动传递到十字头入阀、排出阀配合，完成液图液液化、储运化、储运技技波纹管泵由也相对较少液氢活塞泵(附属设备(润管路及机体中，把缸体体的使用寿金这种低温圆，并做表系统中的位结构整体性且不能使润液氢流体提式的不同，力端由电机头往复运动阀等部件组液氢的输送图 5-18往复技技术及应用术及应用发发134 由于效率一少。应用的(往复式

324、液氢润滑、冷却体等配置连体内的应力寿命。缸体温韧性材料表面强化处理位置不同，性更强，不润滑剂污染提供。液氢活塞泵机、曲轴、动，最终带组成，通过送。复式液氢泵液发发展研究报告展研究报告般，寿命不最多的主要氢泵)通常由却系统等)组接，它的外高度集中部与液氢直接。为了减少理。有外置式和过由于大多液氢，潜液泵，可分为连杆、十字动液力端活活塞的往复液力端原理（2023）（2023）不长，只能要有两种形由缸体、液组成，缸体外表形状和部位和高压接接触并承少应力集中和潜液式两多数润滑剂液式液氢活为液力端和动字头等部件活塞的往复复运动，与 理示意图 能适于间歇工形式，分别是液力端、传动体作为活塞泵和内部流道孔压

325、交变载荷区承受交变的内中的影响，应两种。采用潜剂在液氢温度活塞泵并不专动力端(包括件组成，通过复运动；液力与液力端的吸工作是活动端、泵的孔都区分内压，应该潜液度下专设括低过电力端吸入中国制冷学会 离离低漏式液平衡变工低温域应对落是：大输公开最大310随着(2)液液液态筒储离离心式液心式液氢氢液氢是低温漏热、高强液氢泵得到衡，但其叶工况下运行液氢泵此温液氢燃料应用，小型落后。国外小型化，输出压力 9开的研究成大压差 501320 r/m着转速进一液氢储罐液氢储罐 液氢储罐态储氢容器储罐等几种中国氢中国氢液液氢氢泵泵 温的流体，强度和密封方了应用，如叶片加工十分行。此前主要应用料，用涡轮作型液氢泵

326、的研外以 Linde 公单级压缩，9107 Pa，成果较少，战105 Pa，在min 连续可调一步提高，压罐是液氢存储器可分为圆筒结构。液氢液液化、储运化、储运技技并且与常温方面的要求如图 5-19 所分复杂，加图用在航天领作为驱动泵研究已经有公司为代表最大加注出口状态为战颖设计的在此基础上调，980 r/m压差可达 7储的重要装筒形带封头氢储罐一般技技术及应用术及应用发发135 温流体(水)求，结合泵所示。虽然加之单级所5-19液氢泵领域，基本泵的动力设有多年历史表已成功研注能力 120 为液态。国的全低温液上，李强等min 时压差105 Pa 以上装备，根据头储罐(立式般有两层，内发发展研

327、究报告展研究报告)存在巨大差体的工作方然离心泵的效产生的压力泵示意图 都是利用大备。目前，国外目前研制了高压液kg/h，最小内方面我国氢泵，最大等经过试验为 5105 P上，流量可低温深冷的式或卧式)、内胆盛装温（2023）（2023）差异，为了方式，高压效率比较高力有限，不大型涡轮泵液氢泵在前仍然走在液氢活塞泵小输入压力国在液氢活大周期排量测试发现液a，流量为可达 0.0063 m的行业经验球罐、子温度为 20 K了满足高效率压头小流量离高，流量也相不利于在复杂 泵为航天器输在逐渐向民用在前列，国内泵，其技术特2105 Pa，活塞泵研制方量 0.005 m/液氢泵转速为 0.0052 m/m

328、/min 以上验，按结构型子母罐、立式K液氢，通过率、离心相对杂的输送用领内相特点，最方面/min，速从/min，上。型式，式圆过某中国制冷学会 种支的绝压力热导温绝安装用低真空计不用泄结并蒸发领域用于例如350100支承物置于绝热性能很在设计液力。液氢罐导致的蒸发绝热性能，装在墙壁中低发射和高空和低辐射不适合非常泄压装置进并阻塞管道发氢气的流不同容量域、加氢站于车载系统大型液氢如：美国著00 m，工作0 mm，可同中国氢中国氢液液于外层壳体中很好。夹层中液氢储罐时，罐作为一种低发损失，性能一般采用两中间，同时采高反射的多层射换热可以建常高的压力(平进行泄压，所道，为了防止流量。量的液氢储罐站

329、以及大型氢统等场景。氢储罐与火箭著名的土星作压力 7.2同时接受 5液液化、储运化、储运技技中心。支承中间填充多图 5-2，需要设置低温液体储能优异的 10两种不同的采用不同的层系统，利建立低热导平均工作压所以必须提止空气渗入罐有不同的氢液化工厂箭发动机的-5 运载火105 Pa，液辆公路加注技技术及应用术及应用发发136 承物一般是多层镀铝涤纶20 某液氢贮置若干的设储罐，要求00 m的液氢的结构和材的金属层来利用玻璃纤导率与蒸发压力约为 5提供吹扫和入管道和储的应用场景厂等液氢存的研制、加箭上，装载液氢日蒸发注车的加注发发展研究报告展研究报告由玻璃纤维纶薄膜，可贮罐示意图计参数，包容器必须

330、是氢储罐的日料方法：第改善这种泡维将它们隔现象的关联105 Pa)，容压力控制系罐的系统，例如大型储中比较适氢站的液氢载 1275 m发率 0.756%注。国内方面（2023）（2023）维带制成的可以减少热辐 包括工作保是绝热，这日蒸发率约第一种是采泡沫的性能隔开。两个联。由于储容器或者液系统。空气清洗和排型的液氢储适用，小型氢存储等都液氢，地%，容器的面，我国液的，这种支撑辐射的影响保温质量、温这样可以减少0.5%。对于采用封闭泡沫能；第二种是个层之间的部储罐和容器的液氢储罐必须气渗透可能会排气系统应考储罐在运载火型的液氢储罐都是密不可分面储罐容积的加注管路直液氢生产及航撑物响。温度、少漏

331、于保沫，是采部分的设须利会冻考虑火箭罐适分的。积为直径航天中国制冷学会 发射射场型液过氢液通用90 k202续航液氢超 6(3)液液置的以达(4)液液低、压的射场也应用场等，均配液氢储存容14 吨，这种液化工厂用小型液氢用公司已在kg，可储氢22 年 9 月，航超 1000氢重卡，所600 公里。液氢槽车液氢槽车 如图 5-21的圆筒形低达到 100 m3液氢管道液氢管道 液氢管道汽化潜热的输送方式中国氢中国氢液液用了液氢储罐配有地面固定容器开工仪式种液氢储存液氢储罐。氢储罐方面，在轿车上使用氢 4.6 kg，奔驰发布公里。国内所有零部件均 1 所示，液低温绝热槽罐3左右。铁路道运输是液氢热小

332、等特点，式从储罐运输液液化、储运化、储运技技罐，如北京定储罐；此式，该液氢存容器产线采 低温液态用了长为 1 质量储氢密的 GenH2内方面，20均为我国自液氢槽车是液罐会经常使路用特殊大图 5-21一氢可采用的，可以通过输到应用场技技术及应用术及应用发发137 京航天试验此外国富氢能氢储存容器设采用混线生态储氢已应用m、直径为密度、体积液态氢燃料020 年北汽自主研发，液氢储存运使用。车用大容量槽车甚一种液氢运的一种常用过绝热管道场所。氢的发发展研究报告展研究报告技术研究所能在 2022 年设计尺寸为生产，包含加用于车载系为 0.14 m 的积储氢密度分料卡车，采汽福田研发的其采用的液运输过

333、程中的的液氢储罐甚至可运输运输槽车示意运输方式，道(发泡型或温度很低，（2023）（2023）所、海南发年 3 月举行为 200 m3以加氢站用液系统中。如的液氢储罐分别为 5.1%采用了 80 公的液氢重卡液氢储罐，的一个关键罐储存液氢输 200 m3的意图 液氢具有或真空多层绝所以采用发射场、西昌行了首台民用以上，储氢量液氢储罐和大2000 年，美罐，其总质量%、36.6 kg公斤液氢储罐卡作为我国首单次加满续键设备，水平氢的容量一般的液氢。有粘度小、沸绝热型)采用用管道运输的昌发用大量超大型美国量为g/m3。罐，首辆续航平放般可沸点用挤的方中国制冷学会 式时的考航天运输运输层绝极其节制剂和可达转移提高到储氢管5.4 5.4.氢压4.5时对管道的考虑，管道目前，液天发射场需输的。比如输到 440 m绝热。代号其薄的铝箔制造，每节和氧化钯吸达 160 mL/g液氢从罐移到较低的高在管道运