氢能源行业专题研究：液态储氢，大规模长距离运输理想方案

（报告出品：国信证券）

第一章 储氢方式介绍

全球碳中和推动氢能产业发展

氢能是传统化石燃料的理想替代。为应对全球气候变化，满足可持续发展的要求，世界各主要经济体均加快了低碳转型进程，目前已有超过130个国家及地区提出制定碳中和目标，多数国家将在2030年实现中期减碳并于2050或者2060年实现碳中和。在碳中和的大背景下，世界各国加速寻求清洁能源的开发和利用。氢能是传统化石燃料的理想替代，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。

2021年我国氢气产量达到3300万吨，从当前的终端需求来看，90%以上用于工业领域，其中合成氨和合成甲醇对氢气需求合计占比超过60%，炼厂用氢、煤化工等其他工业领域对氢气需求超过30%。中国氢能联盟预计，在2060年碳中和情景下，我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右，在终端能源消费中占比约为20%。其中，工业领域用氢占60%，约为7794万吨，交通运输领域占比31%，约为4051万吨，建筑领域和电力领域合计占比约为9%。

氢能储运为氢能产业发展重要环节

氢储运为氢能产业发展痛点。氢的储存-运输环节处于氢能产业链中游，连接制氢和用氢端，我国氢能供需存在错配，供给端我国氢气资源“西富东贫，北多南少”而在需求方面呈现相反状况，同时目前氢储运环节存在成本高、储氢难的问题，因而高效、低成本的氢气储运技术是大力发展氢能产业的必要保障。成本高：氢气储运环节成本约占产业链所有环节的30%-40%。随着降本诉求的不断提升，储运环节将成为氢能降本的关键环节。储运难：氢的储存和运输高度依赖技术进步和基础设施建设，是产业发展的难点。

储氢——高压气态储氢

高压气态储氢技术成熟，应用广泛。目前高压气态储氢技术主要应用在运输领域，加氢站和燃料电池 车上均应用高压储氢瓶作为储氢装置。加氢站通常使用纯钢制造的I型瓶和II型瓶（钢制内胆，纤维环向缠绕），工作压力在17.5-30MPa，体 积较大。加氢站配置250kg的储氢装置成本约为170-200万元以上，折合单位储氢价格约为6000-8000 元/公斤。车载储氢瓶主要分III型瓶和IV型瓶两种。III型瓶压强为35MPa，内胆采用铝合金/钢，包裹材料为碳纤 维或者混合碳/玻璃纤维复合材料。IV型瓶压强为70MPa，内胆采用聚合物（一般包括尼龙，高密度聚 乙烯（HDPE），PET聚酯塑料/PA聚酰胺），外部包裹材料主要是碳纤维或者混合碳/玻璃纤维复合 材料。国内氢燃料电池汽车配备的储氢罐主要以35MPa的Ⅲ型瓶为主，而70MPa的IV型高压储氢罐， 国外已经实应用，国内尚未批准。在燃料电池车上应用的高压储氢瓶按照储氢质量折算，35MPa的单 价3500-5000元/kg，70MPa的8000-10000元/kg。

储氢——固态储氢

固态储氢技术是通过物理或化学方式使氢气与储氢材料结合，来实现氢气的储存。从材料分类上有金属合金、 碳材料等。金属氢化物合金又可细分为稀土系、钛铁/锰系、钒系和镁系等。优点：体积储氢率高，安全性能高、能效高，加氢站成本相对较低。缺点：大多数材料质量密度低，镁系质量密度高，但放氢需要消耗大量热，对热交换装置要求高；尚未 达到产业化规模。

不同输氢方式储运成本比较

对于高压气态储运，当运输距离为50km时，运输成本为3.6元/kg，随着距离的增加长管拖车运输成本大幅上升，当运输距离为500km时，氢气的运输成本达到29.4元/kg。因此，长管拖车只适合短距离运输（小于200km）。低温液态储氢与固态储氢、有机液态储氢对运氢成本对距离不敏感，当加氢站距离氢源点50-1000km时，低温液态储氢运输成本约在14-15.5元/kg范围内，固态储氢运输成本约在11-16元/kg，有机液态储氢运输成本约在16-18元/kg。在中长距离运输下，固态储运、低温液态储运与有机液态储运都具备成本优势。管道运氢成本主要来源于与输送距离正相关的管材折旧及维护费用，当输送距离为100km时，运氢成本仅为0.5元/kg。但管道运氢成本很大程度上受到需求端的影响，在当前加氢站尚未普及、站点较为分散的情况下，管道运氢的成本优势并不明显。

第二章 低温液态储氢产业链分析

国内低温液氢项目积极推进

报告节选：

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