氢能作为一种绿色环保、来源丰富的清洁能源，在我国能源转型中扮演关键角色，在氢能的“制储输用”全产业链中，储运环节的成本约占总成本的30%～40% ，是制约氢能大规模发展的主要瓶颈。
在氢能应用过程中，提供一个稳定安全的氢能储存方案，是满足当前和未来氢能大规模应用的首要保障。目前主要的储氢方式可分为高压气态储氢、低温液态储氢、有机液态储氢和固态储氢。
由于氢的相对分子质量很小，密度很低，常温气态无法进行高质量储存，因此气态储氢主要为高压气态储氢。高压条件下将气态氢分子压缩至高密度，然后将高密度气存储在耐高压容器中，是目前氢能储存中应用最广泛的方法，已成为当下较为具有竞争优势的车载储氢手段。目前国内加氢站主流的储氢方式大多采用高压气态储氢。
低温液态储氢是一种将氢气通过预冷，再通过膨胀冷却达到一定工况（–253℃，0.05 MPaG，仲氢占比>95%）转化为液态，然后存储到特制的绝热真空容器中的技术。这种先进的储氢技术具有多方面优势，包括体积密度高、安全性好、氢气纯度大以及加注速度快，特别适用于大规模、远距离的氢气运输。在我国，液氢技术主要投用于航空航天领域，未来，加强我国液氢技术在民用领域的研究和发展，特别是液氢储存关键零部件的自主创新，是推动我国氢能产业更全方面、更高质量发展的重要思路。
有机液态储氢借助某些烯烃、炔烃或芳香烃等不饱和液体有机物和氢气的可逆反应、加氢反应实现氢的储存，借助脱氢反应实现氢的释放。有机液态储氢的质量储氢密度约为5%～10%，储氢量较大，且存储介质为液态有机物，存储的同时也可以进行常温常压输送，相对气态存储更为安全。相关技术在我国仍处于研究阶段，尚未大规模普及。
固态储氢利用化学或物理吸附原理将氢气储存于固态储氢载体中。相较于其他储氢方式，固态储氢具有体积储氢密度高、安全性好、储放速度稳定以及无需管道运输等优势。目前，在全球范围内，固态储氢正处于试验阶段，产业培育尚需时间。固态储氢面临的技术瓶颈包括加氢难度较大、氢化物封装成本较高等问题，这些直接影响了固态储氢的深入发展和广泛应用，迫切需要通过新型固态储氢材料的研发和应用以及加/脱氢反应的优化和升级，攻克技术难关，推动技术进步。
目前，氢能的主要运输方式包括高压气态运输、液态运输和固态金属运输等。
管道系统能实现大规模、常态化、低成本的氢气长途运输，被认为是未来氢气储运体系的重要组成部分，主要有纯氢和掺氢天然气两种输送形式。
长管拖车是由大容积钢制无缝气瓶通过框架与走行装置固定或直接与走行装置固定而组成的高压氢气运输设备，其储氢空间一般由6~10个压力15~35 MPa、容积 10~30 m³的无缝高压气瓶组成，可充装3500~4 500m³氢气。它具有灵活机动、方便快捷、运输效率高等优势，是目前技术最成熟、使用最广泛的高压氢气运输方式。
液态运氢的常用方式是将液氢装入高度绝热的低温储罐或槽罐，通过槽车、火车、驳船等工具长途运输。目前，国外领先的车载液氢储罐容量最大可达360立方米，我国同样拥有容量300立方米液氢槽车的制造生产能力。专用液氢驳船在长距离海上运输中成本优势显著，随着全球对清洁能源需求的不断增长，液态运氢将成为氢能产业链的关键环节，有望成为氢能领域的新增长点。
氢气的固态金属运输是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料作为储氢载体，通过化学吸附和物理吸附来实现氢的运输。固态金属储氢具有储氢压力低、储氢密度高、放氢纯度高、安全性好等优势，在燃料电池汽车上的应用优点明显；其劣势是储氢合金材料的质量储氢率较低。目前，主流固态金属储氢材料质量储氢率低于3.8%，质量储氢率大于7%的轻质储氢材料吸放氢温度偏高、循环性能较差。由于固态金属运输技术复杂度高，该领域目前仍处在试验阶段，距离商业化较远，但未来发展潜力较大，其技术突破的主要方向是提高质量储氢密度及降低温度要求。
在实现“双碳”目标的过程中，我国能源体系亟须向更环保、更低排放转型。氢能作为一种清洁、高效、可再生的能量载体，在我国能源构架中占据核心位置，也在能源消费终端充当不可替代的绿色能源选项。氢能储运在氢能产业链中发挥着纽带作用，衔接了氢能的生产与应用两个关键步骤，其技术的完善程度和成本效益将决定氢能能否被广泛采纳，进而影响到氢能产业的整体发展前景。
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原文始发于微信公众号（Hydrizon 天际氢能）：氢·科普 | 一文读懂氢能储运技术
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