有机液体储氢技术路线概要

何为“有机液体储氢”

有机液体储氢技术（Liquid Organic Hydrogen CarriersTechnology，缩写“LOHC”），是指借助不饱和有机液体与氢的可逆反应实现储氢的一种技术，以液态饱和键化合物形式实现常温常压下的氢能储运。

有机液体储氢技术分为储氢和放氢两个过程：储氢过程中，氢气与储氢载体（贫氢液）通过储氢反应器在催化作用下生成富氢液，用于氢的存储和运输。放氢过程中，在一定温度条件和催化作用下通过放氢反应器将氢气从富氢液中释放出来，同时富氢液转变为贫氢液，从而实现了有机液体储放氢的一个循环。

有机液体储氢技术最早可追溯到1975年，由O.Sultan和M.Shaw首次提出利用甲苯等芳香化合物作为储氢载体，实现氢气的可逆存储，开辟了储氢技术研究的新方向。2020年，日本千代田公司利用甲基环乙烷作为储氢载体，从文莱海运至日本川崎，首次实现远洋氢运输。在欧洲，较有代表性的公司为德国的Hydrogenious Technologies，自2013年起致力于有机液态储氢技术的研发和推广，其技术已经被正式纳入欧洲委员会IPCEI“绿氢@蓝色多瑙河”项目，计划在欧洲建造一个每年1000-2000吨绿色氢气存储和释放工厂。在中东地区的绿氢项目中，为实现将绿氢从阿曼运输到欧洲，业主和技术合作方也将使用有机液体储氢技术作为储氢载体。

有机液体储氢的技术路线

原则上，不饱和化合物（具有碳碳双键或三键的有机分子）在氢化过程中都可以吸收氢。但是好的储氢液材料需要满足如下要求：1.物理化学性质稳定，安全性高；2.储氢密度大；3.加脱氢反应效率高，能耗低；4.循环次数高，损耗少；5.材料易于获得，成本低。学术界和工业界对于各类有机液体储氢材料进行了大量的研究和应用，其中最常用的有机液体储氢材料体系包括：甲苯、二苄基甲苯以及N-乙基咔唑材料，这些材料的加脱氢反应如下图所示：

可以看到，不同储氢载体的储氢密度略有差异但不明显，但在安全性、加脱氢反应条件以及价格上有较大区别，这些特征会影响到不同有机液体储氢技术路线的竞争力和适用性。

有机液体储氢技术的优势

与传统的氢气储运技术相比，有机液体储氢技术具有以下特点和优势：

       ◎ 储氢密度高，占地小

有机液体储氢单位体积的储氢量大大优于高压气态储氢，与低温液氢（-253℃）相近。在大规模储氢（如，60万Nm3）场景下，有机液体储氢与中低压气态球罐相比，占地面积仅为其1/10。并且由于储量边际成本低，随着储氢量的增加，一次性投资成本也具备优势。有机液体储氢还具备可扩展性的特点，通过增加储氢液，即使在项目运行之后也可以快速低成本提高储量。

       ◎ 本质安全

海望储氢液可在常温常压下液态储存和运输，化学性质稳定，不易挥发，不易燃不易爆，无毒，安全性能优异。经第三方检测机构检测后评定，其火灾危险性分类为丙B类，安全性能优于燃料油（柴油）。在大规模储氢情况下，不被认定为重大危险源。

       ◎ 液体形态，方便大规模储运

液体是最适宜大规模存储和运输的形态，而且储氢液可以使用现有的储罐、槽罐车以及管道进行储存和运输，大大降低储存和运输环节的投资和成本。一辆30立方的普通槽罐车（非危化品）可以运输1.5吨氢气，相当于20Mpa气态管束车的5-6倍。

有机液体储氢技术的价值

作为一种新型的储氢方式，有机液体储氢的技术对于当前氢能行业的发展可以带来独特的价值。

对于一体化绿氢化工（制绿氨、甲醇、航煤等）项目，需要大规模储氢环节来衔接波动的风光制氢和相对稳定的化工用氢。使用有机液体储氢技术可以显著降低项目的安全风险，提高系统本质安全。同时，可以设计更高的储氢容量（即使项目运行以后也可以灵活增加），结合合理气态储氢配置，大幅降低下网电的使用比例、提高终产品产量，使得项目整体经济性得到有效提升。

对于氢气运输，气态运氢合理范围仅为50-100公里。基于有机液体储氢常温常压安全运输的特点，富氢液可以使用普通载具进行大规模长距离运输，运输成本下降90%，考虑转化的综合成本下降50%。对于氢气生产单位而言，氢气的销售半径可以从50公里提升到500公里范围。而对于氢气使用单位，也能够以低成本获取更稳定的氢气供应。

由于储运瓶颈的存在，当前氢气的生产和消纳更像广泛分布的散点，而氢能产业的发展要求在较大地理区域内形成大规模氢气生产和消纳的网络，安全、灵活、低成本是对于未来氢气储运技术的核心要求，也正是有机液体储氢技术的重要价值所在。

有机液体储氢，“山高水不远，未来已可期”。