隨著工業(yè)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的提高 ,能源的需求也與日俱增。由于近幾十年來使用的能源主要來自化石燃料(如煤、石油和天然氣等),而其使用不可避免地污染環(huán)境 ,再加上其儲(chǔ)量有限 ,所以尋找可再生的綠色能源迫在眉睫。氫能作為一種儲(chǔ)量豐富、來源廣泛、能量密度高的綠色能源及能源載體,正引起人們的廣泛關(guān)注。

氫能的開發(fā)和利用受到美、日 、德、中、加等國(guó)家的高度重視 ,以期在 21世紀(jì)中葉進(jìn)入“氫能經(jīng)濟(jì)(hydrogen economy)”時(shí)代 。氫能利用需要解決以下 3 個(gè)問題:氫的制取 、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用 ,而氫能的儲(chǔ)運(yùn)則是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵 。氫在通常條件下以氣態(tài)形式存在, 且易燃、易爆、易擴(kuò)散 ,使得人們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中要優(yōu)先考慮氫儲(chǔ)存和運(yùn)輸中的安全、高效和無泄漏損失,這就給儲(chǔ)存和運(yùn)輸帶來很大的困難 。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)儲(chǔ)氫材料行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資策略預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示：

【資料圖】

儲(chǔ)氫材料(hydrogen storage material)一類能可逆地吸收和釋放氫氣的材料。最早發(fā)現(xiàn)的是金屬鈀，1體積鈀能溶解幾百體積的氫氣，但鈀很貴，缺少實(shí)用價(jià)值。

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和人民生活水平的提高，人類對(duì)能源的需求與日俱增。能源是社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力，目前，世界使用的主要能源為煤、石油、天然氣等。但這些均為不可再生資源，同時(shí)燃燒時(shí)會(huì)造成環(huán)境污染、全球變暖、霧霾等一系列問題，影響人們的生存環(huán)境。人類需發(fā)展新型的清潔高效能源取代傳統(tǒng)化石燃料。氫能作為化石燃料的首選替代品，引起世界各國(guó)密切關(guān)注，氫能應(yīng)用技術(shù)正迅速發(fā)展，氫能的發(fā)展必將帶動(dòng)儲(chǔ)氫材料行業(yè)繁榮。

隨著燃料電池技術(shù)的日益成熟與發(fā)展，以氫氣為燃料的電動(dòng)汽車也將迅速發(fā)展起來，這就要求必須有安全高效的貯氫系統(tǒng)與之相匹配。傳統(tǒng)的液態(tài)及高壓氣態(tài)貯氫方式由于成本、質(zhì)量、體積大小以及安全性等因素限制，無法應(yīng)用于車載貯氫系統(tǒng)。相比之下，金屬氫化物作為一種新型的能源材料，具有貯氫密度高、安全高效及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，將成為未來車載燃料電池的氫載體，所以儲(chǔ)氫材料的重點(diǎn)投資區(qū)域應(yīng)在一線城市，尤其是新能源汽車行業(yè)地區(qū)。

儲(chǔ)氫材料行業(yè)現(xiàn)狀分析

目前儲(chǔ)氫材料研究已經(jīng)取得了很多重大突破，為儲(chǔ)氫材料的研究開拓了新的領(lǐng)域。未來儲(chǔ)氫材料研究發(fā)展的新方向是以開發(fā)安全高效的復(fù)合儲(chǔ)氫材料為前提，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫材料的規(guī)模化制備與可循環(huán)利用。經(jīng)過國(guó)內(nèi)外研究者的共同努力，相信氫能在時(shí)代中將會(huì)扮演重要的角色。

液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫是通過不飽和液體有機(jī)物與氫進(jìn)行可逆反應(yīng)，即脫氫反應(yīng)和加氫反應(yīng)。液態(tài)有機(jī)儲(chǔ)氫具有儲(chǔ)氫量大，可重復(fù)利用，儲(chǔ)運(yùn)安全等優(yōu)點(diǎn)。目前，常用的有機(jī)材料是烯烴、炔烴、芳烴等不飽和有機(jī)液體，但從儲(chǔ)存過程的能耗，儲(chǔ)氫量等方面考慮，最佳的儲(chǔ)氫溶劑為芳烴，是一個(gè)理想的有機(jī)儲(chǔ)氫材料。

碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料具有易解吸、吸氫量大、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，是一種非常具有應(yīng)用前景的物理吸附儲(chǔ)氫方式，其中活性炭?jī)?chǔ)氫最為突出?；钚蕴康膬?chǔ)氫機(jī)理是依靠材料的孔隙結(jié)構(gòu)、比表面積和表面官能團(tuán)。研究表明，在常壓和低溫條件下，活性炭的儲(chǔ)氫量與其比表面積和微孔孔容成正相關(guān)關(guān)系，孔徑在0.6～0.7nm時(shí)對(duì)儲(chǔ)氫量的貢獻(xiàn)最大，儲(chǔ)氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)到6%～7%。

儲(chǔ)氫材料產(chǎn)品進(jìn)口分析

目前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫材料主要有金屬儲(chǔ)氫材料、碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料和有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫材料三大種類。從總體上來看，我國(guó)在2018年超越日本，成為全球最大的儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)國(guó)家，但受技術(shù)的限制，國(guó)內(nèi)近三成左右的儲(chǔ)氫材料依然需要從國(guó)外進(jìn)口;細(xì)分領(lǐng)域來看，得益于國(guó)內(nèi)稀土資源在全球的占比優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)金屬儲(chǔ)氫材料自有比例相對(duì)較高，進(jìn)口占比相對(duì)較小，僅在10%左右;碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料方面的自有比例在80%左右，20%的碳質(zhì)儲(chǔ)氫材料需要進(jìn)口貨的;有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫材料方面，國(guó)內(nèi)開展時(shí)間較晚，且技術(shù)發(fā)展緩慢，對(duì)外依存度較高，60%以上的有機(jī)液體氫化物儲(chǔ)氫材料需要從國(guó)外進(jìn)口。

2019年國(guó)內(nèi)共產(chǎn)原鎂84.48萬噸，同比上升12.74%;累計(jì)出口鎂產(chǎn)品45.16萬噸，同比增長(zhǎng)10.2%;鎂制品進(jìn)口規(guī)模較小，僅為5.66噸，對(duì)外依存度較小。2019年國(guó)內(nèi)稀土產(chǎn)量為13.2萬噸，占全球稀土總開采量的63%，其中稀土出口量為4.6萬噸，但進(jìn)口也相對(duì)較高為4.1萬噸，中國(guó)稀土進(jìn)出口量之所以會(huì)出現(xiàn)“雙高”的矛盾局面，主要原因在于國(guó)內(nèi)出口的稀土多為初級(jí)稀土產(chǎn)品(未經(jīng)過加工);但進(jìn)口的稀土多為經(jīng)過加工提煉后的，從這一點(diǎn)上看，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫材料中的稀土原材料對(duì)外依存度相對(duì)較高。

儲(chǔ)氫材料行業(yè)領(lǐng)域需求量預(yù)測(cè)

目前汽車領(lǐng)域?qū)?chǔ)氫材料的需求量約在1.66萬噸，未來隨著氫燃料電池和加氫站的普及，汽車領(lǐng)域?qū)?chǔ)氫材料的需求量將可達(dá)5萬噸以上。

隨著國(guó)內(nèi)下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)η鍧嵞茉吹奶岢约皣?guó)內(nèi)儲(chǔ)氫材料自身技術(shù)的進(jìn)步，加之美、日、韓、德等國(guó)家“氫經(jīng)濟(jì)計(jì)劃”的實(shí)施，預(yù)計(jì)未來全球范圍內(nèi)氫能源行業(yè)將獲得較快的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年國(guó)內(nèi)儲(chǔ)氫材料將可實(shí)現(xiàn)翻番，市場(chǎng)需求量將迫近10萬噸的規(guī)模，尤其是當(dāng)新能源汽車氫燃料和氫電池生產(chǎn)工藝成熟以及加氫站在全國(guó)范圍內(nèi)的廣泛普及，儲(chǔ)氫材料的需求規(guī)模將可呈現(xiàn)幾何倍數(shù)的增長(zhǎng)。

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關(guān)鍵詞： 儲(chǔ)氫材料 有機(jī)液體 化石燃料