9月14-16日，由中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会（筹）共同主办的第五届FCVC大会于上海汽车会展中心召开。中国科学院理化技术研究所研究员李青到场并发表了主题为“液氢燃料全生命周期技术及中国面临的挑战”的演讲，以下为文字实录：
大家下午好，我今天的题目是液氢燃料全生命周期技术及中国面临的挑战。
报告四个方面，一个是氢能源系统的前景，第二个液氢燃料系统的特点与挑战，第三部分近十来年中国液氢技术上的发展以及进展，最后有一个总结。
这个片子大家都很熟悉，是国际氢能委员会的报告，实际上要强调一点，社会发展由于能源、由于环境，到2050年有可能氢能要发展到现在十倍以上。这是什么呢？总量要达到能源使用的将近20%，这个总量在这儿，它所带来的环境污染的减少，每年60亿吨二氧化碳的减少，创造2.5万亿美元这样一个经济产值和创造三千万的工作，发展前景很好。面临的问题是什么呢？氢能源要发展起来，过去咱们传统能源用惯了，其实没有太大，新能源发展起来体量是巨大的，我们现在谈这个是很小的量，即使车用，上次和欧阳教授算也不是太多，但是作为能源真正做到将近现在能源的20%是一个巨大的量。
首先我们体量巨大，第二能源不能不安全，所以必须有一个安全全面的，不可能是点的，一个网络体系，而且用户的场景也很多，车用是现在最前沿最热的点，第二现在储氢已经做了很多研究，但是远没有达到未来氢能系统作为未来系统的这个体量，所面临的问题可能还没有暴露的太充分，这是第二点。
第三个从中长期方向应该看全生命周期，刚才介绍储氢特点是车上，各种不同的储氢方式各有特点，其实从全生命周期考虑还有另外优点和缺点，综合考虑到底该用哪一种。先谈我的观点，作为能源体系考虑，液氢技术毕竟要在未来的能源基础设施体系里，应该发挥很大很大的作用，这是我今天报告的基点。
氢能源生产是一个周期，这个有不同的来源，完了马上放在哪里，怎么用下来，我想把氢源这样一个体系，首先氢的生产，第二储氢技术设施，作为新能源使用，车跑完路上没有加油站是不行的，所以基础设施、规模的大小就出来了。再一个氢能的运输，怎么样进行管道是一个，更多是运输，能源运输，还有氢能系统，现在氢能多，满足这些条件怎么构建基础设施，这里面涉及到一系列的关键技术。点在哪里呢？第一个是安全性，能源的安全性从来都是应该放在第一位的。第二它是不是有效，真正是一个实用的系统，还有社会能不能接受。接受有多方面的，有习惯性的，有刚才可能最后有经济性的，有这方面的。实际上结合在这儿致命性是主要的，技术不是泛泛讲的，要形成关键技术，要形成它的部件，还要有系统集成的技术，最后研究可以很高，现在说储氢的密度很高，真要用起来得堆积起来是不可能的，所以这时候所谓的能量密度会大大的降低，这时候怎么用起来。
另外要看到能源体系的变化不是一个今天到明天的突变，技术进步是不断进步，技术发展也应该随着这个，使得能源体系慢慢的从一个体系向另外一个更好的体系转换，不是一天完成的，最后体现经济性肯定是，不对社会发展造成好的作用还是没有用的。
我们就看看它的特点，其实特点比较清楚，刚才我只是想说一下，这个是理想，理想的气体，我们知道氢液化它的密度每立方米七十公斤，我画了一条红线，理想气体可以看，大概到八百多公斤可以和它比了，实际情况这个是比较实际的，我们还是用计算的，为什么到这儿差距就大的多了，即时我们随着规模不同，实际上在车上大概有将近原有的可能7.5%，做的好的话可能到8快到9这样一个重量储氢密度可以达到，到加氢站储氢量级可能达到五倍，作为一个战略储备做能源基础设施起码是十倍以上，作为仅仅在车上用的话，实际上联合国提出来，5%的这样一个重量密度，美国的DOE提出来是7.5%，实际上从技术指标本身来说，液氢的的确确存在一系列技术难点。
可能有一个观点，我们做这个想的更利息一点，我们知道，就像刚才张教授也说这个，低温最大的问题保温，保温是什么呢，它大概保温的能力是有一定厚度的保温材料，你再小也得保这么厚一层，再大也得保一层，氢的重量咱们看，很小的话，五十立方米的时候，现在的热水瓶达到千分之四其实算比较高，国内做不到，将近不到十倍也差不多，大概2、3%左右，还是差的很远，实际上有可能现在技术达到这种状态，假如一百立方米最多储氢站可能0.2%，假如到万立方米储氢量又降了一个数量级，这就是它巨大量的时候，假如量大作为战略储备或者能源基础设施特点是比较明确的，中小型将近三倍差别，大的话可能两到三个数量级应该是在这样的，所以作为战略储备为什么有信心这么说，就是这点。
现在加氢站这个等级，站上储氢280到780，其实780在站上储氢已经相当高了，储的氢瓶在这儿就是这么大，再加一倍就是再加一组，但是液氢在这儿同样的情况下，假如再加一倍，这个罐子出这么不到一倍，就是这么大，这就是它实实在在所呈现的过程。
中国现在情况是什么，世界上大概四、五百座加氢站，三分之一是液氢的，为什么？实际上它的实用性在这个规模水平上已经体现的比较清楚，中国没有液氢站，实际可以这么说，中国现在没有自己独立的一条液氢的技术路线这样一个自主的技术，这点是一个最重大的问题。
第二个还有一个对氢的使用很重要一个问题，就是纯度，现在使用的所有对纯度的要求液氢的这样一个体系，实际上它能做起码比它高一到两个数量级的纯度，对保持现在燃料电池或其他用氢的地方，是一个很好的性能，这些到最后，损坏你的燃料电池，成本也上去了。
这里讲大规模使用，还是不大的，储氢的这样一个体系，实际上大概4.8吨一个罐子，这个差不多3.8的这么一个体积，液氢再大，加不到一倍，50%的直线，这块再加这么一组，才能和它相比，我们可以估计出来这样一个问题，其实今后的量每天像现在产液氢的，比如几十吨、上百吨这个是今后作为能源体系它所具有的，咱们得进入到脑子里的概念考虑在这个状态下。
中国液氢实际来说，到现在还没有产品，所以作为技术路线上没有发展，国际上发展实际上主要发展在三、四十年代到五十年代，随着航天的发展，国外液氢技术迅速发展起来了，国内的发展近十年是跟航天发展的急需发展起来的，假如没有液氢，实际上现在所谓大的运载火箭，新的航天的发展，实际上有车，你车造出来没有油，大概是这个状态，所以我们赶上这个发展的潮流，实际上中国科学院理化技术研究所，在这大概十年以内，应该在国内还是做很好的工作，国内上有一个比较大的发展。
首先针对海南需求发展了大型低温制冷机和液化器，有压缩机、联系的管线等等，2012年已经达到千瓦级制冷的能力，这样的一个系统2013年在发行大型运载火箭上面已经做出比较好的贡献，使得支撑这样一个技术，国家的航天发展起到很好作用，这个是我们在实验的场所开展的研究，最后研究完了之后送到了航天相应部门开展了一个航天的支撑技术这样一个发展，这是在2012年。
在这儿之后，实际上我们把技术进行了规整，这里面发展五个大概关键技术，一个就是高效的透平膨胀机，十万钻以上，其实透平膨胀机航天发展是一类，同时发展换热器，主要是漏滤，提高两个能量级以上，滤油到了PPB级长期运行，低温阀也是关键技术，这个是达到安全运行十万次以上，再一个集成技术。
我们在2014年达到一万瓦，实际上达到初步具有一定规模很好的运行状态，这个是我们在北京附近廊坊实验园区已经通过国家的验收，另外我们还在继续在这个技术上的发展，我们实际上又发展了更低温度的，技术难度更大，我们讲所谓成套技术，我们这4.2K发展250瓦，相当液氢温度1000瓦，这个出口到了韩国去了。
另外一个我讲这个技术成套的，低温管线，咱们所有的低温要运行的话，低温管线现在能达到大概每米1万低温漏率，这个很重要，另外我们发展不同低温液氢泵，那个是活氢泵，这个是低温电机和新的更大流量，每秒钟能达到50升的这样一个液氢泵。
另外车上实际上我们大概这是在十几年前做的关于绝热和制成方面动态的研究，我们现在重新捡起来根据车的需要做研究，另外低温阀，主要是长寿命和良好的动态特性。
最后我想说，咱们国内关于氢罐也有比较大的发展，圣达因已经研发出300立方米，这个是商品化的，另外液氢标准实际上国家标准院牵头，起码今天要发布三到四个新的国家标准，推动氢能的应用有一个很好的发展。
最后总结，一是氢是未来很好的载体，但需要从全生命周期考虑，第二氢能体量巨大，实际上需要各个层级的技术的完整，国内应该在液氢的核心技术上近年来有了一些较大的突破，包括氢液化、储存、运输等等，实际上相对氢能其他技术来说，国内在液氢技术上投入和产出的成果相对来说少的多，所以这个方面还希望引起足够的重视，使得咱们国家氢能建设有一个健康的发展，谢谢大家。
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