有觀點認為,氫液化過程就是天然氣液化的升級版,在設備結構和工作原理上有諸多可借鑒之處;也有觀點認為,氫液化技術比LNG復雜得多,二者鋪墊的產(chǎn)業(yè)鏈也不相同,可借鑒價值不大。
不久前,嘉化能源與浙能集團分別簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》及《氫液化工廠合作框架協(xié)議》,合作開展氫能綜合開發(fā)利用,聯(lián)合建立商用氫液化示范工廠,并確保今年建成投產(chǎn)。
今年2月,鴻達興業(yè)與北京航天試驗技術研究所全資子公司航天雷特機電簽署了《氫液化工廠設備建設項目合同》,共同推進氫液化工廠設備建設項目。
各家企業(yè)在氫液化領域的密集布局表明,液氫的發(fā)展已然提速。
當前的氫氣供應模式中,高壓儲運儲氫技術較為成熟,但與此同時,高壓氫氣密度較低,造成氫氣運送效率低,最終造成氫氣成本居高不下。相較于高壓氫氣,低溫液態(tài)儲氫可以大幅提高氫氣密度,降低運輸成本。業(yè)內(nèi)人士認為,氫液化技術將是解決氫大規(guī)模儲運的關鍵。
有資料顯示,液氫的制造儲運與LNG相似,那么氫液化技術能否借鑒LNG(液化天然氣)工程經(jīng)驗,LNG的經(jīng)驗和技術又能否應用到氫液化流程和未來的液氫工廠建設中?
預冷原理相近
張家港氫云新能源研究院院長魏蔚告訴記者,液氫作為低溫液體的一種,其液化原理與LNG有相似之處,先預冷降溫再節(jié)流膨脹,且具有明顯的規(guī)模效應。當液氫生產(chǎn)規(guī)模超過10噸/天時,預冷方式不再采用液氮汽化,而是采用氮膨脹制冷循環(huán)或混合工質MRC制冷循環(huán)來直接預冷氫氣,并采用多級換熱器進行冷能回收利用,工藝流程的優(yōu)化使得能耗比液氮預冷工藝顯著降低。
縱觀天然氣液化的技術發(fā)展過程,在5萬方/天的規(guī)模時采用氮膨脹制冷循環(huán),隨著液化規(guī)模的擴大逐步發(fā)展成MRC混合工質制冷循環(huán)?!耙虼丝梢詫ㄔO備制造、工藝流程技術和工程建設在內(nèi)的液化天然氣工廠積累的成熟經(jīng)驗,應用借鑒到大規(guī)模氫液化工廠的建設中?!?
思路經(jīng)驗可借鑒
“液化天然氣和液氫都是低溫液體,區(qū)別在于兩者處在不同的溫度區(qū)間,氫液化需要更低的轉化溫度。在工藝流程上,氫液化的預冷與冷能回收工藝、冷箱設備、低溫液體儲存等,和液化天然氣有很高的相似度?!蔽何抵赋?,氫液化過程就是天然氣液化的升級版,預冷過程采用的氮膨脹或MRC混合工質循環(huán),都與天然氣液化工廠的工藝流程非常相似,在設備結構和工作原理上也有很多可以借鑒之處。
資料顯示,LNG和液氫的聯(lián)合生產(chǎn)已有先例,2001年日本首次利用LNG預冷及與空分裝置聯(lián)合生產(chǎn)液氫,由Hydro Edge Co.Ltd承建的LNG預冷的大型氫液化及空分裝置于2001年4月1日投入運行。
“氫液化在某種程度上是采用類似大型的天然氣液化的流程,先把溫度降到-160℃,再進一步進行冷卻到到氫的沸點-253℃?!蔽何颠M一步表示,大規(guī)模氫液化步驟的前半段和天然氣液化是一樣的,所以天然氣液化給了氫液化非常好的借鑒?!熬驮O備而言,雖然溫度差異較大,在材料上差異也較大,但是在結構和原理上有很多相似之處?!?
核心技術仍待獨立攻堅
不過,北京航天試驗技術研究所高級工程師楊申音卻持不同觀點?!皻湟夯夹g不會太多借鑒LNG,因為LNG這種程度的液化經(jīng)過較長時間的經(jīng)驗積累已經(jīng)趨于簡單化。從制冷原理的角度講,兩者的原理和基本思路雖然大同小異,但氫液化的技術比LNG要復雜得多?!睏钌暌舯硎?。
“沒有必要借鑒,如果借鑒的話,就相當于高端借鑒低端,沒有意義。如果從產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展的角度講,鋪墊的產(chǎn)業(yè)鏈也不太相似?!币晃徊辉妇呙臉I(yè)內(nèi)人士向記者表示。
據(jù)了解,氫液化和LNG前期都是用液氮預冷,但在天然氣液化的基礎上,想把同樣的設備升級為可以匹配的液氫系統(tǒng)沒有可能性,因為這兩個系統(tǒng)量級相差很大,核心設備也有所差異。
“氫液化工藝流程的發(fā)展,液氫的規(guī)?;a(chǎn)和液氫工廠的建設,歸根結底還是需要自身技術的提高?!睒I(yè)內(nèi)人士告訴記者,LNG的確能在預冷階段為氫液化提供相似的原理和思路,但氫液化過程比LNG更為復雜,門檻更高。
“對LNG的工程經(jīng)驗借鑒和聯(lián)合生產(chǎn)可取,但對氫液化來說更為關鍵的是核心設備技術的攻堅?!鄙鲜鰳I(yè)內(nèi)人士說。




