什麼是液態氫儲運？
液氫 (LH?) 是通過將氣態氫冷卻至 -253°C (20 K) 而制得的。此時，氣態氫液化，其體積密度約為常壓氣體的 800 倍。這種高能量密度使得液氫在大容量儲存和長距離運輸方面極具吸引力，因為壓縮氣體鋼瓶的重量和體積都難以承受。液氫儲存在真空絕熱的低溫儲罐（杜瓦瓶）中，並通過低溫罐車、鐵路罐車或船舶進行運輸。主要挑戰包括液化過程的能量消耗（約占氫能量的 30%）、儲存和運輸過程中的蒸發損失以及低溫處理設備的複雜性。目前，液氫主要用於航空航太和工業領域，但人們對其在重型運輸和大規模氫氣進出口方面的興趣也日益濃厚。
關於液態氫儲運的5個關鍵問題
液氫的體積能量密度約為700巴壓縮氣體的4-5倍，這意味著每次運輸可以攜帶更多氫氣，並且在相同儲罐容積下可以儲存更多氫氣。 這使得液氫在工業供應、重型車輛加氫和長途海運等大批量應用中更具經濟效益。 此外，液氫無需在使用點配備高壓壓縮設備，從而簡化了大型使用者的加註基礎設施。
蒸發損失是指液氫由於熱量通過低溫儲罐的隔熱層進入而蒸發，即使採用目前最好的真空隔熱材料也無法避免。 現代低溫儲罐的蒸發損失率通常為：大型固定儲罐每天0.1-0.3%，車載儲罐每天0.3-1%。 蒸發氣可以回收並重新液化、安全排放或用作燃料。 控制蒸發損失對於經濟可行性至關重要——對於長期儲存或小型儲罐而言，蒸發損失會顯著增加液氫的有效成本。
液氫海運需要專門設計的低溫運輸船，類似於液化天然氣運輸船，但由於氫氣的沸點較低，因此對隔熱的要求更為嚴格。 世界上第一艘液氫運輸船「水索前沿號」（Suiso Frontier）由日本川崎重工開發，並於2022年完成了從澳大利亞到日本的示範航行。 預計商業規模的液氫運輸將在2020年代末發展起來，從而實現可再生能源豐富的地區（澳大利亞、中東、智利）與氫氣進口國（日本、韓國、歐洲）之間的長距離氫氣貿易。
液化氫氣大約需要消耗10-15千瓦時的電力才能生產1公斤液氫，這相當於氫氣能量含量（33千瓦時/公斤低位發熱量）的30-45%。 與壓縮氣體相比，液氫在短距離應用中的主要經濟劣勢在於其顯著的能源消耗。 由於規模效應帶來的熱力學優勢，大型液化裝置的效率高於小型裝置。 液化技術的進步，包括磁製冷和改進的熱交換器設計，旨在降低液化過程的能耗。
由於液氫的低溫（-253°C）、易燃性（在空氣中燃燒率為4-75%）以及未絕緣表面存在氧氣冷凝的風險，因此處理液氫需要專門的培訓和設備。 關鍵的安全措施包括真空絕緣的輸送管線和儲罐、氫氣洩漏檢測系統、泄壓裝置以及防止空氣進入的惰性氣體保護程式。 人員必須使用低溫防護設備。 包括 ISO 13985（液氫汽車燃料系統）和 NFPA 2（氫技術規範）在內的國際標準為液氫設施提供了安全框架。
關鍵要點
液氫的儲存和運輸能夠實現大批量、長距離的氫氣物流，而壓縮氣體則無法經濟高效地滿足這一需求。雖然液化過程的能源成本較高，但液氫對於大規模工業供應、重型運輸加氫以及國際氫氣貿易的重要性日益凸顯。上海氫能展（HE Shanghai）重點推介服務於中國日益增長的液氫基礎設施的低溫儲存和運輸設備供應商。
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