氫能來源廣泛、應用場景豐富，可實現電網、熱網、油氣網之間的聯通耦合，是未來二次能源體系中電能的重要補充。綠氫的開發與利用已成為應對氣候變化的重要途徑和能源變革的關鍵方向。

 

近日，《應用材料與界面》雜志發表了科學家模擬儲氫反應來分析氫化減緩原因，從而提出改進儲氫性能的建議。可以預見的是，氫能的戰略地位和經濟合理性，與可再生能源轉型中的大規模長周期能量儲存和多元化終端利用需求密不可分。

 

 

儲運，對于氫能產業的規?；l展有著直接影響作用。理想的狀態下，通過成熟的管道輸氫系統，能夠實現大規模的綠氫運輸。目前，我國管道輸氫系統建設還尚處于起步階段，在現有的天然氣管網系統中混入氫氣是初期管道輸氫的主要探索方向。

 

在儲氫這條細分產業鏈當中，有一個環節為關鍵——儲氫瓶的應用?？梢哉f，儲氫瓶上連氫氣制造，中承氫氣存儲，下接氫氣應用。作為儲存氫氣的容器，它應用于各種使用氫氣的場景。

 

目前已商業化的高壓儲氫氣瓶分為四種：I型、II型、III型及IV型。I型瓶：外殼和內膽都是鋼，1.2-1.5kg/升；II型瓶：用玻璃纖維包箍鋼包，0.7-1.4kg/升；III型瓶：全碳纖維包金屬膽，0.3-0.4kg/升；IV型瓶：玻璃纖維/碳纖維全部包裝，0.25-0.35kg/升。

 

 

據GGII調研數據顯示：2021年市場車載儲氫瓶出貨量為30284支，同比上年增長122.43%。受到氫能重卡等領域的需求推動，未來我國很可能成為大的車載儲氫瓶市場。根據測算，在2021年至2050年期間，我國儲氫瓶市場規模有望達到3234億元。

 

眾所周知，氫氣是一種易燃易爆的氣體，且原子直徑很小，在金屬材料中很有可能會出現滲透，或者讓金屬變質，產生氫脆現象，造成燃燒爆炸等安全隱患。當前，我國高壓儲氫瓶逐漸由全金屬氣瓶（I型瓶）發展到非金屬內膽纖維全纏繞氣瓶（IV型型瓶）。Ⅲ型瓶和IV型型瓶是纖維復合材料纏繞制造的氣瓶，其主要由內膽和碳纖維纏繞層組成，纖維纏繞復合氣瓶作為高科技的產品之一，具有工作壓力高、重量輕、安全可靠性好的特點。

 

IV型瓶內膽為高分子材料，除了可以避免氫脆問題之外，還能滿足輕量化需求，因此塑料內膽的IV型瓶也成為了儲氫瓶研發的下一個聚焦方向。

 

儲氫瓶內膽材料是氫氣阻隔安全性保障的關鍵，下表對比了不同高分子材料的氣體滲透率。可以看到，EVOH共聚物對氧氣、水蒸氣、二氧化碳三種氣體的阻隔性都遠遠超出其它聚合物材料。

 

值得一提的是，我國1.2萬噸/年EVOH樹脂項目正在規劃中，這意味著EVOH國產化也將有望快速實現，填補需求空白。

 

 

在相當長的時間里，天然氣和工業氣體的儲運都是鋼瓶，其特點是瓶子重量大，但一旦氣體壓力超過鋼瓶的承受力就會引發爆炸。而以炭纖維為結構的儲氫瓶的規模應用，將有效避免氫氣爆炸發生。

 

從儲氫瓶的制造角度來講，安全性有兩個指數，個是爆破壓力，第二是個疲勞次數。爆破壓力指數中Ⅲ型瓶和IV型瓶有明顯差異，Ⅲ型瓶需要做到3到4倍，如果達不到，疲勞次數就過不去，而IV型瓶要達到2.5倍。

 

以燃料電池車為例：在儲氫瓶使用過程中，當儲氫瓶的溫度超過報警溫度時，氫系統控制器會發出控制信號立即關閉電磁閥，并將報警信號發送給整車控制系統和燃料電池控制系統，隨后在儀表上提示駕駛員，同時使用聲音提醒駕駛員采取緊急安全措施。

 

在生產和使用過程中，氫安全始終是一條紅線。而在氫瓶使用過程中，容易發生氫氣泄漏，因而定期對于儲氫瓶進行安全檢測就顯得尤為重要。隨著儲氫瓶生產技術的提升，相關的安全性的將得到大幅提升。以IV型瓶為例，具有抗腐蝕、抗氫脆、防泄漏、輕量化等特點，可以大大提高氫氣儲存的安全性，儲氫密度更高。未來，隨著儲氫材料和儲氫技術的突破，儲氫瓶這一細分行業必將迎來蓬勃發展，必然也將促進綠氫產業的規?；l展。