随着燃料电池汽车产业的发展,其上游氢能产业也得到了迅速的发展,但氢能产业目前还面临着生产、运输和供氢基础设施缺乏等问题,其中氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗性能中占有很大比重。本文主要讨论氢气运输的几种方式及安全性,分析影响运氢方式的选择因素和未来发展趋势。高压氢气运输分为集装格和长管拖车两类,其中,集装格由多个40L的、压力为15Mpa的高压储氢钢瓶组成,运输较为灵活,适用于需求量小的加氢站;液氢的体积能量密度为·L-1,是15Mpa压力下氢气的。液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化,再装入隔温的槽罐车中运输,目前商用的槽罐车容量约为65m3,可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约~、压力范围为1~3Mpa,每小时流量约310~8900kg氢气,目前该类管道总长度已超过16000km,主要分布在美国、加拿大和欧洲等地,其投资成本较天然气管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术,由内层和外层两个等截面同心套管构成,且两个管套中间抽成真空状态,防止内管内液氢的温度扩散。常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。萍乡氢燃料汽车加氢
氢能源的诸多处,吸引着众的目光,然而,疑问随即而来:它该如何应用于人们的生产生活当中呢?这就不得不提到氢能源产业链下游,也就是加氢及氢的综合应用,涉及到加氢站建设以及交通、工业、建筑等领域的应用。目前,国内外企业纷纷开展技术攻关和产业化发展,竞争激烈,未来需求量,需要与氢燃料电池汽车等动力装置配套发展。其中,燃料电池汽车被誉为氢能的应用终端。该产业的发展可以撬动我国万亿级氢能市场。作为国际氢燃料电池产业梯队国家,中国氢能及燃料电池产业近年来实现了跨越式发展。目前我国氢燃料电池系统集成技术比较成熟,但距国际水平还有一定差距。江西氢燃料汽车加氢企业氢气的燃烧产物又是水,一旦利用太阳能从水中制取氢气的技术得以突破,氢气就将成为用不尽的能源。
在氢能全产业链中,氢的储运是制约我国氢能和燃料电池产业发展的关键环节,因为氢气特殊的物理、化学性能,使得它储运难度大、成本较高。关于氢气的储运问题,业内一直在研讨之中。目前的技术条件下,不同的运氢方式均有一定程度的危险性。高压运输方式具有易爆的危险性,液氢运输方式在热量丢失后,会气化使容器内压力越来越高,形成易爆的危险特征、管道运输的输氢管长期处于高压下,易产生氢脆现象,使管道断裂产生泄露。高压气态储氢高压气态储氢存在一定的危险性,但能通过适当的方式降低风险。在高压运输方式中,目前美国已出台了相应的标准设计,如长管拖车需符合DOT-3AA/3AAX压缩气体运输标准,使其安全系数达到、出台的E-8009标准,限定了储氢材料的钢材成分以及可承受的压力等;我国上海则通过控制运氢外部温度和时间段来提高运氢的安全性,如当户外气温大于30℃,能在夜间运输。高压气体运输方式存在一定的危险性,但能通过适当的方式降低风险。
燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。无噪声燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。高效率燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。管道运输是具有发展潜力的成本运氢方式。压管道适合大规模、长距离的运氢。
以纯电动汽车、插电混合动力汽车、燃料电池组汽车作为“三纵”的新能源汽车研发布置,明确提出要有序推进氢燃料供给体系建设,提高氢燃料制储运经济性,推进加氢基础设施建设。据中国汽车工业协会披露的数据,2019年11月中国燃料电池组汽车产销分别完成1426辆和1337辆,同比分别增长。而据毕马威预测,2019年我国氢气产量或突破2000万吨,成为全球产氢强国。此外,根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》显示,截至2019年11月,全国4直辖市、10省区、30个地级包括县级市公布氢能产业规划;国内氢能全产业链时有发生49例投资、兼并购事件,关乎总投资金额超过1000亿元,投资事件及投资额均超过过去2年的总和。2019年被认为是中国氢燃料的元年,一方面海外主机厂及能源巨头纷纷向中国伸出“橄榄枝”,提出一揽子规划,同时中国本土企业也正在积极插手氢能市场。近年来,日韩主机厂在氢燃料汽车方面加快,中国主机厂也在紧追。除了较早布置氢燃料汽车的上汽集团,长城、广汽、金龙等等国内乘商用车企业也在纷纷布置氢燃料汽车,长城一家从2016年到2019年在氢燃料电池技术领域的投资规模就达到了12亿元。此外,国家能源集团等能源企业及产业链企业。氢气还是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。江西氢燃料汽车加氢企业
100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。萍乡氢燃料汽车加氢
氢气可像天然气那样直接用于发动机,它燃烧后生成水,不排放CO、HC、CO2,是非常干净的燃料。氢气的分子量为2,是轻的元素,密度很小,沸点为℃,自燃点为400℃。氢气用作汽车能源的主要优点。来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。萍乡氢燃料汽车加氢
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