2大万亿市场，缺少一个关键环节

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氢能，正在爆发前所未有的产业机遇。

资本正疯狂入局，据不完全统计，2023年前4月，氢能企业已完成14起融资，累计融资金额超过21亿元，涵盖氢能产业链上中下游环节。

然而，氢能在真正坐实“21世纪终极能源”之前，还有一个关键环节待打通。

2大万亿市场，缺少一个关键环节

从氢能产业链来看，上游为制氢，市场规模万亿级别；中游为储运环节，市场规模预计在200亿元；下游为加氢及氢的综合应用，涉及到加氢站建设及设备，以及交通、工业、建筑等领域的应用，市场规模同样高达万亿。

从技术上说，储运仍然是氢能全产业链的薄弱环节，它决定了氢能能否输送到下游应用端，成为制约氢能产业发展的关键一环。

前瞻产业研究院院长徐文强认为，“氢气固有的物理化学性质给大规模存储和运输带来诸多困难和挑战。氢气的单位体积能量密度极低且液化极其困难，而且容易引发燃烧和爆炸，导致储运成本高。因此，氢能储运技术突破在于提高储氢密度和安全性，以及降低运输成本。”

而目前大规模清洁能源制氢多集中在距离城市较远的地区，因此需要安全高效的大规模氢储运方式，氢储运已成为制约氢能产业发展的关键环节。

可以说，解决了储运氢，氢能产业成熟了一半，“双碳目标”指日可待。

根据主流技术路线，储运氢气主要有三种方式，分别为气态储运、液态储运和固态储运，孰优孰劣？

其中，高压气态储氢是目前最常用且发展较成熟的储氢技术，采用高压将氢气压缩到钢瓶，优点是结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快，但存在泄露爆炸隐患。

目前，20MPa钢质氢瓶已得到了广泛的工业应用，但与此同时，全球储氢罐安全事故频发，例如，2019年6月，美国加州圣塔克拉拉一家化工厂发生储氢罐泄露爆炸，氢气输送拖车泄漏高压气态氢气，引发自燃导致连锁爆炸。因此，未来气态储氢更大规模发展需依靠管道运输。

液氢储运凭借储氢密度高、运输效率高、适用于远距离大规模输送、存储体积小等优点呼声颇高，但难点在于把气态的氢变为液体导致能耗大，且需要特殊容器，因此成本高，而一旦涉及容器，同样有安全风险。

美国、欧洲、日本从液氢的储存到使用，包括加氢站全部都有了比较规范的标准和法规，液氢发展产业链比较完备。其中，美国作为全球最大、最成熟的液氢生产和应用地区，年消耗液氢超过10万吨。

而国内氢气液化核心技术也还受制于人，如氢液化环节的氢气压缩机以及液氢储运环节的液氢储罐、车载液氢系统等依赖于进口。目前，国内企业有国富氢能、嘉化能源、鸿达兴业、嘉化能源等入局液氢领域。

固态储运由于体积储氢密度高、安全性更好等优点，是三者之中最具前景的储氢方式，也获得了最高的技术研发热度，主要工作集中在储氢材料的研发与改性等方面。

据上海交通大学氢科学中心副主任邹建新表示，“固态储氢通过将氢固化在材料中从而获得较高的储氢密度，同时，在储运过程中罐体内的气氢含量又相对较低，因此具有可逆性和安全性好的优势。”

而我国在固态储氢方面可以说走在了前列，甚至将实现弯道超车！

国内有三条技术路线，一是上海交大丁文江院士、氢枫能源邹建新为代表的镁基固态储氢，二是西安交大成永红、张锦英老师为代表的可控氢化物水解的石墨烯材料固态储氢，另外还有利用碳纳米管作为容器的固态储氢思路。

其中，丁文江团队近年来取得了较大突破，成功落地低压镁基固态储氢容器制造，在山东规划建设2座镁基固态储氢示范站，在河南新乡建成投产全球首条镁基固态储氢装置生产线。

就在上个月，丁文江团队、氢枫能源等相关企事业单位联合研发的吨级镁基固态储氢车正式亮相。

这辆镁基固态储氢车长13.3米，最大储氢量可达1吨，车内装载了12个储氢容器，每个容器里面都装填了镁基固态储氢材料，形状一粒粒的像药片一样，可以像运大米、运面粉一样。

作为对比，每立方米200个大气压的气态氢气大概只能存储14.4公斤，液态氢在-253℃的时候每立方米只能存储70公斤氢气，而采用镁基固态储运氢，由于是常温低压，每立方米存储氢气110公斤，镁基固态储运氢的优势相当显著。

这意味着，将氢气存储在镁合金材料里，从运输气体变成运输固体，可实现氢气的长距离、常温常压安全储运，并具备大容量、高密度、可长期循环储放氢的能力。

氢能技术要实现大规模部署，储运氢气在建设材料及运营耗材上需要满足规模化的需求。

大规模发展储氢运氢，采用资源禀赋不高的材料将大概率碰到材料短缺问题，不仅会提高储能成本，还容易受到贸易威胁。

因此我国发展长时储能需要考虑到国内资源禀赋情况，结合材料稀缺性、易取性还有对外依赖性来判断，尽量选择有着丰富资源且获取容易、能够自给自足的材料。

而镁基固态储运氢中的关键原材料——镁，我国拥有丰富的资源储量，且镁冶炼技术工艺不断突破，镁产业发展也走在了世界前列。

于是，一座小城，将凭借资源禀赋，迎来千年一遇的产业大机会。

争夺中国“镁都”，这座小城凭什么？

镁，是十大常用有色金属之一，地壳中含量达2.1%-2.7%，蕴藏量丰富，在所有元素中排第六位，是仅次于铝、铁、钙居第四位的金属元素。

镁在自然界中以化合态存在，主要来自海水、天然盐湖水、白云岩、菱镁矿、水镁石和橄榄石等。目前全球已探明菱镁矿储量约126亿吨，其中晶质菱镁矿116亿吨，占菱镁矿资源总量的92%。

我国已探明菱镁矿总储量约36亿吨，占世界总储量的29%，位居世界首位，其中，辽宁大石桥市拥有的储量为16.2亿吨，占全国储量的45%，占世界储量的13%，是世界“四大镁矿产地”之一。

值得一提的是，大石桥的菱镁矿还易于开采，矿床巨大，矿体长50km，宽2km-6km，埋藏浅，适合露天大规模机械化开采，而矿带处于经济发达的辽南地区的丘陵地带，公路、铁路运输便捷。

从1918年开始菱镁矿工业开采，中国的第一窑镁砂、第一炉电熔、第一块不烧砖、第一块烧成砖均产于大石桥，为新中国工业发展做出了历史性贡献。

改革开放后，依托于丰富的镁质资源，大石桥市形成了集勘查、开采、选冶、加工、销售于一体的产业体系，镁质产品占据60%的国内市场和40%的国际市场。

诞生了一批行业龙头，如亚太地区最大碱性耐火材料生产企业营口青花集团、全国最大的重烧镁砂生产企业嘉晨集团、全国最大的电熔镁砂生产企业辽宁新发展集团，以及全国最大的镁肥生产企业营口菱镁化工集团等。

这里还拥有经国家工商总局核准的全国唯一一家以镁质材料及相关矿产品为交易品种的大宗现货商品交易中心——东北亚镁质材料交易中心，为镁制品企业搭建了网上交易平台。

不过，大石桥市近年来发展平平，GDP在2013年达到500亿巅峰后，一路下滑，从赛迪百强县榜单53名到如今跌出榜单。

2022年大石桥市预计地区生产总值完成300亿元，下降3.7%，金属制造业与镁制品及深加工业两大主导产业产值预计分别为187亿、123亿元。

背后原因与镁产业链结构单一有关，其主要产品是镁质耐火原料，且多中低档产品，科技含量低，产品附加值低，而且依仗镁资源丰富，厂家采富弃贫、采易弃难，导致镁利用率低。

此外，镁产业造成的能源消耗大、污染高，2017年起监管出手，一系列严格环保政策相继施行，淘汰落后产能，大石桥菱镁企业大面积停产，关停镁砂企业近70家。

大石桥从高峰时期涉镁生产企业534家，从业人员7万余人，规上企业157家，固定资产总值近320亿元，到如今在产涉镁企业323家。

转型是所有资源型城市的命题，与其它因资源枯竭而发展停滞的城市不同，大石桥的烦恼是如何利用好镁资源。

基于资源优势，大石桥确定了“2+3+2”产业发展体系，大力做好镁制品及深加工业的改造升级，依托金龙集团、三华集团等龙头企业，力争用3年至5年时间建成产值500亿元的镁制品及深加工产业集群，打造世界级镁制品加工基地。

全力提升精细化工、农产品深加工、纺织服装作为三大“传统产业”，全力培育新材料、新能源两大“新兴产业”。新材料产业将以开发气凝胶高级绝热产品等为导向，引导企业研发制造高附加值产品；新能源产业将引进一批国内外光伏电池、装备、材料等龙头企业，开辟新能源市场。

可以看出，大石桥的重点依然是镁制品及深加工，新能源产业还在开疆扩土阶段，本着吸引龙头企业借此带来产业链，方向也是不算新的光伏电池领域。

其实，大石桥不如看向氢能产业，瞄准储运氢环节，尤其是当前镁基固态储运氢技术不断取得突破，此时抢先布局，从而拓宽镁产业链。

而大石桥发展镁基固态储运氢优势明显，丰富的镁资源，作为国家级镁质材料产业化基地、全国新型工业化产业示范基地，技术装备和产能居全国首位，工业基础深厚。

更重要的是，大石桥若还不行动起来，已经有别的地方看上了“镁都”称号，围绕“镁”大做文章。

例如，安徽池州在去年召开的全国镁业大会上，喊出了建设“中国镁都”的目标，招引了长三角一体化安徽宝镁年产30万吨高性能镁基轻合金及深加工项目，以镁合金助力新能源汽车轻量化。

“纺织大市”兰溪提出要打造“镁好兰溪科创地”，努力成为辐射长三角、引领全国的镁材料产业高质量发展创新高地。

而且国际镁学会主席、中国工程院院士、重庆市科协主席潘复生是兰溪乡贤，在其帮助下，兰溪吸引重庆大学长三角（兰溪）镁材料研究院落户，镁基储氢材料就是主攻方向之一。

此外，还有陕西省榆林市府谷县、山西省运城市闻喜县等地也摩拳擦掌，聚力发展镁基新材料等产业，打造镁业生态圈。

产业之机瞬息万变，一旦抓住直接起飞，留给“中国镁都”大石桥的时间不多了！

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氢能瓶颈卡在运输和成本上在

为之奕

不懂镁基固态储运氢在终端怎么使用？

热青茶

氢只有一个电子，活性是最强的，理论上是最好的原料，而且宇宙中数量最多。

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固态储氢的缺点：

1.吸氢和放氢速度太慢，不到高压气瓶1/10；
镁基储氢吸氢速度7.5千克/小时，放氢速度6千克/小时；
高压气瓶加氢速度1-3千克/分钟，液态氢加氢速度4-5千克/分钟。
由于加氢机不能像充电桩一样随处设置，一辆车加氢花费接近一小时，是完全不能接受的。而高压储氢却可以像燃油车一样，几分钟加满一辆车。

2)氢化物较稳定，释氢需要较高的温度；
3）镁及其合金的表面容易形成一层致密的氧化膜。