液氢 (LH?) 是通过将气态氢冷却至 -253°C (20 K) 而制得的。此时，气态氢液化，其体积密度约为常压气体的 800 倍。这种高能量密度使得液氢在大容量储存和长距离运输方面极具吸引力，因为压缩气体钢瓶的重量和体积都难以承受。液氢储存在真空绝热的低温储罐（杜瓦瓶）中，并通过低温罐车、铁路罐车或船舶进行运输。主要挑战包括液化过程的能量消耗（约占氢能量的 30%）、储存和运输过程中的蒸发损失以及低温处理设备的复杂性。目前，液氢主要用于航空航天和工业领域，但人们对其在重型运输和大规模氢气进出口方面的兴趣也日益浓厚。
关于液态氢储运的5个关键问题
1
液氢相比压缩气体有哪些优势？
液氢的体积能量密度约为700巴压缩气体的4-5倍，这意味着每次运输可以携带更多氢气，并且在相同储罐容积下可以储存更多氢气。这使得液氢在工业供应、重型车辆加氢和长途海运等大批量应用中更具经济效益。此外，液氢无需在使用点配备高压压缩设备，从而简化了大型用户的加注基础设施。
2
什么是蒸发损失？如何控制蒸发损失？
蒸发损失是指液氢由于热量通过低温储罐的隔热层进入而蒸发，即使采用目前最好的真空隔热材料也无法避免。现代低温储罐的蒸发损失率通常为：大型固定储罐每天0.1-0.3%，车载储罐每天0.3-1%。蒸发气可以回收并重新液化、安全排放或用作燃料。控制蒸发损失对于经济可行性至关重要——对于长期储存或小型储罐而言，蒸发损失会显著增加液氢的有效成本。
3
液氢如何通过船舶运输？
液氢海运需要专门设计的低温运输船，类似于液化天然气运输船，但由于氢气的沸点较低，因此对隔热的要求更为严格。世界上第一艘液氢运输船“水索前沿号”（Suiso Frontier）由日本川崎重工开发，并于2022年完成了从澳大利亚到日本的示范航行。预计商业规模的液氢运输将在2020年代末发展起来，从而实现可再生能源丰富的地区（澳大利亚、中东、智利）与氢气进口国（日本、韩国、欧洲）之间的长距离氢气贸易。
4
氢气液化的能源成本是多少？
液化氢气大约需要消耗10-15千瓦时的电力才能生产1公斤液氢，这相当于氢气能量含量（33千瓦时/公斤低位发热量）的30-45%。与压缩气体相比，液氢在短距离应用中的主要经济劣势在于其显著的能源消耗。由于规模效应带来的热力学优势，大型液化装置的效率高于小型装置。液化技术的进步，包括磁制冷和改进的热交换器设计，旨在降低液化过程的能耗。
5
液氢处理有哪些安全注意事项？
由于液氢的低温（-253°C）、易燃性（在空气中燃烧率为4-75%）以及未绝缘表面存在氧气冷凝的风险，因此处理液氢需要专门的培训和设备。关键的安全措施包括真空绝缘的输送管线和储罐、氢气泄漏检测系统、泄压装置以及防止空气进入的惰性气体保护程序。人员必须使用低温防护设备。包括 ISO 13985（液氢汽车燃料系统）和 NFPA 2（氢技术规范）在内的国际标准为液氢设施提供了安全框架。
关键要点
液氢的储存和运输能够实现大批量、长距离的氢气物流，而压缩气体则无法经济高效地满足这一需求。虽然液化过程的能源成本较高，但液氢对于大规模工业供应、重型运输加氢以及国际氢气贸易的重要性日益凸显。上海氢能展（HE Shanghai）重点推介服务于中国日益增长的液氢基础设施的低温储存和运输设备供应商。
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