2025年1月9日，國內(nèi)首個液氫驅(qū)動的噸級eVTOL無人飛行器在陜西寶雞鳳翔高新區(qū)成功試飛。

3月，由中國航天科技集團有限公司六院101所自主研發(fā)的國內(nèi)首款百公斤級車載液氫系統(tǒng)“賽道1000”完成與一汽解放藍途“星熠”液氫燃料電池牽引車的跑車測試。

隨著新能源革命推進，液氫技術正從航天領域（如eVTOL）加速邁向民用市場（如重卡），成為推動交通運輸行業(yè)綠色轉型的關鍵力量。

氫氣作為清潔能源的潛力巨大，但如何高效儲存和運輸卻成為制約其發(fā)展的瓶頸。常溫常壓下極低的密度使得一輛普通卡車運送的高壓氣態(tài)氫僅能滿足幾輛氫燃料電池汽車的加注需求，而同樣體積的液氫蘊含的氫氣量是高壓氣態(tài)氫的845倍，運輸效率提升十倍以上。

液氫并非新生事物，早在1956年，中國就研發(fā)出了第一臺國產(chǎn)節(jié)流制冷型氫液化器，實現(xiàn)了國產(chǎn)液氫零的突破。這項技術最初主要服務于航天領域，鮮少進入公眾視野。

如今隨著全球能源轉型加速，氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，液氫憑借其獨特優(yōu)勢走向民用。據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》預測，到2030年，中國氫燃料電池汽車保有量將達到100萬輛左右，氫的需求高達60萬噸/年。

現(xiàn)有高壓氣態(tài)儲運方式難以滿足如此龐大的需求，液氫憑借其高密度、低成本運輸?shù)膬?yōu)勢，成為解決氫氣大規(guī)模商業(yè)化應用核心痛點的關鍵答案。

液氫生產(chǎn)的“冰與火之歌”

然而生產(chǎn)液氫的過程并不容易，如同進行一場精密的“冰封儀式”，充滿技術挑戰(zhàn)。過程中需要將氫氣壓縮后深冷至零下253攝氏度以下，使其從氣體變?yōu)橐后w，然后儲存在特殊絕熱真空容器中。

期間制冷溫度極低且能耗巨大。液化1kg氫氣通常需要消耗10-20度電，若用電制氫，液氫重卡的性價比將大打折扣。不過隨著技術進步，國產(chǎn)5噸/天氫液化系統(tǒng)的平均能耗已降至11.84千瓦時/公斤，較傳統(tǒng)工藝顯著降低。

此外，氫的正仲轉換過程會釋放熱量，占理想液化功的16%左右，增加了液化難度，要求系統(tǒng)具備更強的冷卻能力。

在液氫溫度下，除氦氣以外的其他氣體雜質(zhì)均已固化，尤其是固氧可能堵塞管路引發(fā)爆炸風險，這使得材料與設備面臨極端考驗。

今年7月，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院和日本京都大學的科學家們通過特殊配比混合兩種化合物，制備出全球首款基于氫化物的深共晶溶劑，實現(xiàn)了僅需加熱至60℃即可釋放氫氣的重大技術突破。

儲運方式的革新

液氫儲運方式主要分為容器儲運和管道輸運兩類。其中容器儲運在儲存結構形式上一般采用球形儲罐和圓柱形儲罐，運輸則采用液氫拖車、液氫鐵路槽車和液氫槽船等方式，由于總體用量不大，當前業(yè)內(nèi)主流是采用容器運輸。

液氫儲罐面臨材料挑戰(zhàn)。高氫環(huán)境易造成材料氫脆、氫蝕及氫滲透，影響力學性能。不同材料在液氫環(huán)境下的熱性能及力學性能參數(shù)需要深入研究。

蒸發(fā)損失同樣是一大難題。液氫儲罐容積向大型化發(fā)展時，液氫蒸發(fā)速度加快，損失加大。如何打造容積更大、損耗更低的儲罐是當前研究重點。

盡管存在挑戰(zhàn)，液氫儲運的經(jīng)濟性優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)。研究數(shù)據(jù)顯示，液氫儲運成本可控制在不大于5元/公斤，遠低于高壓氫氣近2.8元/公斤/100公里的運費，且每增加100km 的運輸距離，每千克運輸成本約增加 0.8 元，敏感度遠低于同等條件下的氣氫運輸。這使其特別適合將風光資源豐富地區(qū)產(chǎn)生的氫氣以液態(tài)形式運輸?shù)叫枨笸�盛的城市區(qū)域。

應用場景拓寬

液氫正逐步成為連接當下與未來能源轉型的核心紐帶，在多個領域都有廣泛的應用前景。

在航天領域它早已不是陌生面孔，長征系列火箭的發(fā)動機燃燒室中液氫與液氧劇烈反應產(chǎn)生的澎湃推力，將航天器精準送入預定軌道。

視線轉向地面交通干線，長途貨運的重卡正迎來變革，那些穿梭于省際物流通道的龐然大物，通過搭載不足傳統(tǒng)氣罐體積幾分之一的低溫燃料罐，實現(xiàn)了單次加注一千公里以上的續(xù)航突破，讓零排放重載運輸成為現(xiàn)實。

藍色海洋同樣見證著液氫的滲透，去年10月22日，全球首艘專業(yè)液氫運輸船成功完成長距離跨洋運輸任務，而更多液氫動力船舶的設計方案正在船廠圖紙上逐漸成型。

精密制造領域則看重液氫的另一面價值，當超低溫液態(tài)氫轉化為氣體時，自然分離出的超高純度氫氣成為半導體光刻環(huán)節(jié)與特種合金冶煉的關鍵原料，保障著尖端產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定性。

在大型基礎設施領域，部分數(shù)據(jù)中心開始將液氫作為應急備用電源的燃料選擇，其高能量密度特性為關鍵設施提供了新的保障方案。甚至在城市街角，專用液氫加氫站已在特定區(qū)域悄然出現(xiàn)，盡管當前數(shù)量稀少，卻為氫能乘用車提供了區(qū)別于傳統(tǒng)氣氫的加注體驗。

從蒼穹到大地，從重工業(yè)到日常生活，液氫的多面價值正在不同場景中逐步釋放。

       原文標題 : 能源界的“超級壓縮包”，液氫賦能多場景綠色轉型