固态储氢行业位于氢能产业链中游，发展空间广阔
思瀚产业研究院    2024-05-24

1. 氢能行业蓬勃发展，需要低损耗、灵活性强的存储载体

我国氢气产量规模逐年扩大，但大量的氢气只能用于短距离消纳。根据中国氢能联盟发布的数据，2023 年全国氢能产量约 3550 万吨，中国氢能联盟预计到 2050 年，我国氢气需求量将接近 6000 万吨，产业链年产值达到 12 万亿元。

根据赛迪顾问的统计，2023 年我国氢能资源呈现出“北多南少”的特征，且我国氢气消费的最大应用依然集中在石油精炼、甲醇制取、合成氨等短距离消纳领域，交通等需要较长距离的其他领域应用市场尚处于推广阶段，氢气消费仅占比 0.1%。

储存环节关系氢能使用的安全性和经济性，也是产业发展的瓶颈所在。国家能源局在 2023年 5 月 6 日题为《着力破解绿氢输送难题》中指出，氢能运输网络的建设是一项系统性工程，应根据市场需求特点，合理匹配各类储运方式，逐步提高氢气储存和运输能力，为构建新型能源体系提供有力支撑。

然而氢气在常温常压下具有密度小、易燃易爆等特性，因此氢储运难度较大。此外金属材料在含氢介质中长期使用时，材料由于吸氢或氢渗而造成机械性能严重退化，易发生“氢脆”现象，因此还需注意储氢材料及运氢环境，以保证氢气在运输过程中的安全性。

基于氢能应用与氢能制取的区位差异，需要远距离、大容量、低损耗的氢能储运方式。氢气储运主要分为气态储运（高压气态储运和管道运输）、固态储运车、液氢槽罐车三种方式，其中高压气态运输成本随着距离的增加而大幅上升，固态储运车和液氢槽罐车的运输成本对于距离本身不敏感，在加氢站建设不完备的情况下具有长距离运输的成本优势。管道运输的成本主要来自与输送距离正相关的管材折旧及维护费用，在当前加氢站未全面普及的情况下，管道运氢受运输半径影响难以大面积铺设。

2. 高效率、低成本成为储氢行业的未来趋势

当前氢气成本过高的原因在于运输环节成本占比过大，占到总成本的 30-40%，提高储氢效率和降低成本成为突破氢能行业“卡脖子”的关键。根据张轩等在《氢能供应链成本分析及建议》中的测算，以煤制氢、管道运输形式的燃料电池车为例，当运输距离突破 200km 时，氢能储运在氢气成本中的占比突破 20%，并随着运输距离的增加而加速增长。

与气态、液态储氢相比，固态储氢经济、高效、安全，不需要价格昂贵的储氢设备，运输方便。目前主流的储氢模式分为气态、液态、固态三种，其中气态储氢通常通过压缩氢气至高压罐中实现，是目前最常见的储氢方式，但高压储存对容器的安全性和稳定性要求较高，且运输途中存在较大的损耗风险；

液态储氢通过冷却氢气至其沸点以下，使其转变为液态，这种方法适合大规模储氢，但液态储氢对于能耗和储氢设备的要求均较高；固态储氢通过吸附或化合物的形式将氢气储存在固态材料中，安全性较高，并且可以在接近环境的温度和压力下进行，对能耗和设备的要求较低，运输方便。

随着固态储氢技术的逐渐成熟，固态储氢在储氢密度和本征安全性能方面优势明显，应用场景有望不断拓宽。 近年来镁基、钛铁系、钒系固态储氢技术日趋成熟，示范应用取得突破，部分行业头部企业建成千吨级镁基储氢材料生产线，产业链上中下游合作加强，不断拓宽固定式、移动式细分应用场景。