前言
氢的储存-运输环节，处于氢能源产业链的中游，连接着制氢和用氢两端。
氢储运环节的研究意义与研究难点，主要鉴于以下2点：
“贵”：氢储运环节的成本约占终端用氢总成本的(30-40)%,储运环节就成为了降低终端用氢总成本的关键。
“难”：氢气本身密度极小(0.089g/L)易逃逸、由气态转为液态的液化临界温度低(-253°C)、稳定性差等固有属性，使得氢的储运天然存在难度。
氢以气态储运
高压气氢的概况—制氢端多输出氢气，经压缩后以气态储运顺理成章，最为简易成熟
高压气态储氢运氢仍是我国目前最大的方式，技术较为简单成熟，充放氢速度快，压缩过程能耗较低。但经过压缩后的氢气密度依然不到0.02kg/L,储氢密度和安全性仍是气氢储运的重大缺陷。
虽然可以通过进一步加压的方式继续提升储氢密度，但是压力越高，对储氢容器材质、结构的要求同步越高，成本亦会大幅增加，安全性也更加难以保障。
气态储运主要会涉及到的关键设备——氢气压缩机、高压气氢储瓶、氢阀门
氢气压缩机—构造和原理简介
氢气压缩机一下游应用倒逼氢气压缩机提升压缩比、排量， “液驱+隔膜式”惊喜出现
氢气压缩机—国内公司的研发突破进展迅速
高压气氢储瓶—高压储氢容器向高压、轻量、降成本、无氢脆发展，V型尚需时间
高压气氢储瓶—内衬材料、纤维缠绕方式及成型工艺是进一步迭代方向
氢阀作为氢气/液氢开闭流动的重要“关节”十分重要，核工业、航天等流体机械背景的团队降维跨界而来
氢以液态储运
氢以液态储运的概况—按照技术原理的不同，可分为物理法、化学法两种
氢的液态储运，是指将氢能从气态转化为液态再进行储存运输的方法。按照技术原理的不同，可分为物理法、化学法两种
物理法—深冷低温液态的概况
定义：低温液态储氢属于物理储存，将氢气压缩深冷到21K(约-253°C)以下，使氢气变为液氢，然后存储到特制的绝热真空容器(杜瓦瓶)中
优点：(1)液化氢大大提高了氢的密度和储存运输效率，液氢密度可达到70.78kg/m³,是标准情况下氢气密度(0.089g/L)的850倍，是80MPa复合高压下气态储氢密度(33kg/m³)的大约2.2倍；(2)液氢还能大大提高氢气的纯度，在液态温度下，氢中的大部分有害杂质被去除净化，从而可得到纯度>99.9999%的超纯氢气，即可满足下游氢燃料电池的应用要求标准
局限性：(1)由于氢气的液化临界温度极低(-253°C)、沸点低(20.3K开尔文)、潜热低、易蒸发，与常温环境温差极大，这就对液氢储存容器的隔温绝热性要求很高；(2)由于目前液氢进口设备成本高，国产液氢总产能较低，导致液氢成本仍然较高
运输情况：液氢最早用于航天领域。液氢燃料在航天领域是一种难得的高能推进剂燃料，氢氧发动机的推进比冲I=391s,除了有毒的液氟外，液氢的比冲值是最高的，因此在航天领域得到重用。氢的能量密度高，是普通汽油的3倍，这意味着燃料的自重可降低2/3,这对飞机来讲是极为有利的。与常用的航空煤油相比，用液氢作航空燃料，能够大幅改善飞机各类性能参数。除了航天航空领域之外，液氢还可应用在高端制造、冶金、电子等产业领域。对于大规模、远距离的氢能储运，低温液态储氢运氢有较大优势
氢液化使用的主流循环
从液氢运输成本构成来看，液化环节成本占总成本近70%,相关核心技术设备是关键
液氢关键设备—膨胀机
液氢关键设备—正仲氢转化器
液氢关键设备—液氢绝热隔温储罐
低温液态储运氢的最具价值攻克的一环，是氢液化核心设备的国产化和由此带来的降本
最早发展利用氢能源的发达国家，均沿着液氢路线诞生了一批液氢生产巨头
液氢的运输情况—总体看适合运距较远、运量较大的情形
氢以液态储运的主要运输工具、运输方式—液氢罐车(公路、铁路)、液氢驳船(海洋运输)
化学法—本质是氢通过化学反应，生成含氢的液态化合物，作为氢的储运载体
液氨储氢：H₂+N₂→NH₃
定义：将氢气H₂与氮气N,在特定的反应条件下反应生成液氨，液氨就作为了氢的载体进行储运。液氨有直接下游使用方向—燃料、化工原料，液氨也可以在到达特定使用地点之后通过脱氢剂再还原成氢气，供给使用。如上节“液氢”所述，氢气直接液化需要冷却深冷至-253°C以下，为了解决这一点，液氨方法得以被关注
优点：氨作为一种含氢质量分数达到17.6%的富氢物质，仅需常温加压(0.86MPa)或常压低温(240K开尔文)即可液化，其储存条件缓和于液氢，与丙烷类似，可直接利用丙烷的技术基础设施，大大降低了设备投入；液氨储氢中体积储氢密度高于液氢约1.7倍，液氨燃烧涡轮发电系统的效率(69%)与液氢系统效率(70%)近似。并且后续在脱氢过程中，液氨在常压， 400℃冬件下即可得到氢气，能耗水平低。根据中石油安环院发表的名为《氧能应用现状与前景》的论文推算，100km内液氨的储运成本为150元/吨，500km内液氨的储运成本为350元/吨，仅为液氢储运成本的1.7%
局限性：存在腐蚀性、有强烈气味、有毒性，易挥发，因此其对燃料电池也有毒性，部分未被分解的液氨混入氢气中，也会造成燃料电池的严重恶化。所以，这点限制了液氨储氢的适用范围
技术突破重点方向：主要在于提升液氨的后续脱氢纯度
运输情况：传统上，氨总是与化肥联系在一起，是常见的一种化学肥料，也广泛应用于化工、制药、制冷和食品等多个工业领域。目前全球80%以上的氨用于生产化肥，并且通过专用船舶运输到世界各地。现在氨的更多功能被开发出来：氨是无碳燃料；氨与氢可以互相转化；而绿氨×绿氢，还可大幅减少化石能源消耗，真正实现绿色低碳。绿氨联动绿氢，可使每公斤氢气利润率接近50%,经济效益很明显。从当前日本、澳大利亚等多国布局来看，氨-氢运输这一方式在大型氢出口项目领域具有优势—利用可再生能源发电电解水制氢后，通过“氢-氨-氢”流程完成“绿氢”储存运输
如氢同理，根据主要制取原料的碳足迹，合成氨也被定义分为了灰氨、蓝氨和绿氨
正如根据不同的原料和制取方法对氢进行了不同的分类一样，根据主要原料氢气的碳足迹，合成氨也分为了灰氨、蓝氨和绿氨：
完整版报告，点击下方小程序查看
