氢基能源储存技术有哪些？

氨和甲醇是氢基能源目前主要的衍生品类，两者均为成熟的工业原 料，运输方式比较成熟，一般以液态形式通过车、船、铁路以及管道等方式进行 运输。

一、氢储存技术

储氢技术按照氢的物理形态可分为气态储氢、液态储氢和固态储氢三种技术 路线。 高压气态储氢是氢储存最直接的方式。高压气态储氢是指通过高压将氢气压 缩到一个耐高压的容器或地下储气库中，其储氢量与储存压力成正比，目前应用 最多的储氢容器是储气罐和车载储氢瓶，压力最高可达到 70MPa 级。高端碳纤 维技术不够成熟且复合材料成本较高，是目前制约国内高压储氢发展的主要因素， 未来高压气态储氢还需向轻量化、高压化、低成本、质量稳定的方向发展，低成本的适用于高压临氢环境的新材料是研发的重点。地下储氢是指利用地下地质构 造进行大规模的氢存储，即将氢气注入盐穴、枯竭油气藏或含水层等地下地质构 造中储存起来。地下储氢具有储存规模大、储存周期长、储存成本低、安全性高 四大优势，与地面储氢相比，地下储存的氢气不与大气中的氧气接触，爆炸危险 性更低。

液态储氢包含低温液态储氢和有机液态储氢两种技术路线。低温液态储氢基 本原理是将氢气压缩冷却至-253℃使其液化，并储存在低温绝热容器中，液氢密 度可达 70.78 千克每立方米。氢气液化系统和储氢容器是氢气低温液化储存的关 键装置。低温液态储氢具备储量大、纯度高、占地小、充装快等优势，但由于氢 气液化温度低，使得液化系统能耗高，且对储氢容器绝热要求高。有机液态储氢 是利用氢气与有机介质发生可逆化学反应，实现氢的储存和释放，烯烃、炔烃、 芳烃等不饱和液态有机物是目前较为常见的有机液态储氢介质。有机液态储氢技 术具备稳定性高、安全性好、储氢密度大、储氢介质可循环使用等优势，但该技 术存在脱氢温度高、效率低、能耗大等问题，目前仍处于研发示范阶段。

固态储氢是利用氢元素与载体材料反应生成化学键，将氢分子固定在固体化 合物中的一种储氢方式。加氢后的储氢材料能够以固态形式保存氢，从根本上解 决了高压氢气泄漏和储氢容器氢脆等安全问题，保证了氢储运的安全性。根据吸 附原理的不同，一般将固态储氢材料分为物理吸附储氢材料和化学吸附储氢材料， 物理吸附储氢材料包括碳基材料、无机多孔材料和金属有机骨架化合物等，由于 大多数物理吸附类材料在较低的温度下才能达到一定的储氢密度，常温常压下吸 氢量很低，因此限制了其应用；化学吸附储氢材料主要包括金属氢化物、配位氢 化物、化学氢化物等，目前金属氢化物研究最为成熟。目前研究较多的化学吸附 储氢材料包括金属氢化物和轻质金属化合物，其中，金属氢化物研究较为成熟。 固态储氢的体积储氢密度高、安全性好，是一种有前景的储氢方式，然而，目前 固态储氢的缺点在于储氢材料在室温下储氢量过低，且吸附材料的制备昂贵，导 致固态储氢商业化程度较低。

2.液氨存储技术

氨通常以液体形式储存，其储存技术成熟，根据不同的操作压力与温度环境， 液氨储存可分为压力储存、低温储存、半冷冻储存等 3 种类型。压力储存是指液 氨在常温加压条件下储存，是目前最常用的储存形式，压力储存设计压力一般高 于 1.8MPa，多采用球罐或水平圆柱形卧罐进行存储，单罐存储容量一般不超过 2300 吨，适用于中小规模液氨储存。低温储存是指液氨在低温常压条件下储存， 低温储存设计温度一般低于-33.5℃，多采用双层结构绝缘圆柱形钢罐，需设置保 冷以及制冷的系统，单罐存储容量可达 5 万吨。半冷冻储存结合了压力储存和低 温储存的特点，储存条件为较低温度（4℃以下）和较低压力（0.3-0.5MPa）。压 力储存和半冷冻储存适用于小规模液氨储存，低温储存主要用于大规模液氨储存。

3.甲醇存储技术

甲醇是一种轻质、易挥发、无色、易燃的有机化合物，常温常压下呈液态， 存储难度低。工业上多用储罐存储甲醇，甲醇储罐一般为金属储罐，材质多选用 16MnR 普通低合金钢，从结构形式上区分，甲醇储罐有立式、卧式、圆柱形、球 形、椭圆形、浮顶罐等。大型的甲醇储罐多选用内浮顶储罐，单罐容积可达 10000~20000 立方米，最大储量可达 1.4 万吨。甲醇本身对碳钢几乎没有腐蚀性， 但是由于甲醇在生产、储存过程中容易存在水分及杂质，因此在存储甲醇时应考 虑管内壁采取防腐涂层进行防腐处理。