近日，研究機構EVTank聯合伊維經濟研究院發布了其關于氫氣存儲與運輸領域的研究成果《中國氫氣存儲與運輸產業發展研究報告（2019）》。在研究報告中，伊維經濟研究院從主要儲氫技術的對比研究、不同儲氫技術的成本分析、氫氣運輸的不同方式，不同氫氣運輸方式成本對比分析等方面進行了詳細的研究，并重點梳理了在國內進行氫氣存儲和運輸的企業基本情況。
關于儲氫技術，伊維經濟研究院在《中國氫氣存儲與運輸產業發展研究報告（2019）》中進行了總結和分析。伊維經濟研究院將氫氣的儲存技術分為高壓氣態儲氫、低壓液化氫儲存及儲氫材料儲存等三大類。就目前而言，伊維經濟研究院認為高壓氣態儲氫以其技術難度低、成本低、匹配當前氫能產業現狀等特征優勢得以應用最廣；低溫液氫儲存在國外應用較多，國內技術尚處于航空用階段；儲氫材料儲氫技術目前國內外產業化極少，基本處在小規模實驗階段。
高壓氣態儲氫技術即利用高壓將氫氣壓縮到耐高壓的儲氣瓶中，儲氣瓶工作壓力須在35～70MPa。目前，高壓氣態儲氫瓶主要分為純鋼制金屬瓶（I型）、鋼制內膽纖維纏繞瓶（II型）、鋁內膽纖維纏繞瓶（III型）和塑料內膽纖維纏繞瓶（IV型）四代產品，主要應用場景為車載式（車用及儲運）和固定式（制氫廠、加氫站等）儲氫。
伊維經濟研究院在報告中分析認為I型、II型儲氫瓶由于質量儲氫密度較低、氫脆問題嚴重，難以滿足車載儲氫系統的質量儲氫密度要求；而III型、IV型瓶由內膽、碳纖維強化樹脂層及玻璃纖維強化樹脂層組成，氣瓶質量較輕，單位質量儲氫密度有所提高。因此，車載儲氫瓶大多使用III型、IV型。國外目前已經實現IV型儲氫瓶在車用領域70MPa的應用，國內IV型儲氫瓶受到禁用，主要以35MPaIII型瓶為主，70MPa型號技術較國外落后。
在研究報告中，伊維經濟研究院認為高壓氣態儲氫技術成本低，能耗低，是目前發展最成熟的儲氫技術，國內外均有廣泛的運用。但其致命的缺點在于體積比容量太低，儲氫量少，即使是供太空用的鈦瓶，其儲氫重量也僅為瓶重的5%左右，國內更低，同時安全性能相對較差；儲氫密度受壓力影響較大，主要受儲罐材質限制；國內儲氫罐關鍵材料、核心部件當前仍然依賴進口。因此，高壓氣態儲氫研究熱點在于儲罐材質的改進，近年來國內鋁內膽外纏碳纖維樹脂成本下降較快。當前各國都在積極推動更先進的儲氫材質、更高能量密度的儲氫瓶的研究，以無內膽纖維纏繞瓶作為下一代儲氫瓶的研究熱點。
低溫液態儲氫是將氫氣通過低溫液化后以液態的形式儲存，由于液態氫具有很高的密度，常溫、常壓下液氫的密度為氣態氫的800倍以上，能夠使得儲運簡單，體積比容量大。但問題在于，目前氫氣的液化能耗較大，液化過程以及運輸過程有能量的損耗，把氣態的氫變成液態的氫難度仍然較大。并且，液態氫的儲存容器需要極好的耐超低溫和保持超低溫的絕熱裝置來隔熱，避免沸騰汽化，導致容器制造難度大、成本高昂。
國外70%左右使用液氫運輸，安全運輸基本問題已經得到充分驗證。國內應用目前僅限于航天領域，民用還未涉及。國內一方面技術沒有成熟，技術、設備成本高昂，無論是運輸還是車用都選擇高壓氣態路線；另一方面，國內暫時缺乏液氫相關的技術標準和政策規范，國內布局液氫的企業較少。伊維經濟研究院研究認為低溫液態儲氫是未來重要發展方向，同時可配合大規模風電、水電、光電電解水制氫及儲運。在民用領域，國內企業正努力實現氫的液化、儲運及加注設備的國產化和產業化。
儲氫材料儲氫技術是利用固體儲氫材料如稀土合金等、有機液體材料（烷烴類化合等）通過吸附儲氫、化學儲氫來實現氫的儲存和釋放，目前國內外產業化均很少，基本處于小規模的實驗階段。
吸附儲氫技術主要利用含括金屬合金、碳質材料、水合物、金屬框架物等對氫的吸附來達到儲氫的作用。伊維經濟研究院認為吸附儲氫最大的優勢是安全性，但就目前技術而言，存在化學儲氫放氫難、儲氫密度不高等問題，同時其成本相對較高。以金屬吸附儲氫為例，這種方式是使用金屬間化合物，在一定溫度和壓力下放置于氫氣氛中，就可以吸附大量氫氣，生成金屬氫化物，在加熱條件下，金屬氫化物重新釋放出氫氣。目前具備潛在應用價值的金屬合金包括稀土合金等，其最大的優點是安全、運輸方便，但普遍存在價格高、壽命短或者儲存、釋放條件苛刻等問題。
化學儲氫技術是利用儲氫材料與氫氣反應生成穩定化合物，通過改變反應條件實現放氫的技術，常用材料有機液體、液氨、配位氫化物、甲醇等。伊維經濟研究院認為化學儲氫的優勢在于儲氫密度較高、安全性較高，缺陷在于往往需要配備相應的加氫、脫氫裝置，成本較高昂；脫氫反應效率較低，氫氣純度不高等。在化學儲氫中，以有機物液體儲氫為例，對不飽和的液體有機物在催化劑作用下進行加氫，生成穩定化合物達到儲氫目的，當需要氫氣時再進行脫氫。有機液體儲氫技術具有較高儲氫密度（50g/L以上），且成本相對較低。同時，常用材料（如環己烷和甲基環己烷等）在常溫常壓下，即可實現儲氫，安全性較高。另一方面，有機物液體儲氫技術（儲油）可以依托傳統的石油基礎設施進行運輸、加注，方便搭建加氫網絡，相比于其它技術而言，具有獨一無二的安全性和運輸、推廣便利優勢。但該技術缺陷在于，熔點、沸點均較高，需要專門的加氫、脫氫裝置，操作性差等較多的技術難題，未來隨著技術的進步，應用前景廣闊。
三類儲氫方式的比較分析
在《中國氫氣存儲與運輸產業發展研究報告（2019）》中，伊維經濟研究院從各國發展情況分析認為，國內儲氫技術發展相對落后，高壓氣態儲氫技術落后較大，儲氫量低得多，國外70MPa已應用到車上，而儲氫罐關鍵材料依賴進口，低溫液氫技術、儲氫材料技術與國外先進水平存在較大差距，產業化相距甚遠。
從技術成熟方面來看，伊維經濟研究院認為高壓氣態儲氫最成熟、成本最低，是現階段主要應用的儲氫技術，在基本能與傳統加油方式相媲美，但更高的車載儲氫要求如儲氫量、安全性，高壓氣態儲氫或有不及。從質量儲氫密度上看，液態儲氫、有機液體儲氫質量儲氫密度較高，但目前兩種技術均存在成本高等問題。從成本方面來看，液態儲氫、金屬氫化物儲氫及有機液體儲氫成本均較高，不適合目前小批量的應用。
從儲氫成本角度來看，伊維經濟研究院認為高壓氣態儲氫具備一定成本優勢，主要體現在能耗和使用成本上；而低溫液化儲氫在氫的液化和運輸過程中都伴隨氫的揮發損耗，能耗最大；而儲氫材料儲氫由于技術的復雜性等問題，目前尚停留在試驗階段，但由成本對比可知，未來儲氫材料技術大有可為。
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