隨著燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其上游氫能產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,但氫能產(chǎn)業(yè)目前還面臨著生產(chǎn)、運(yùn)輸和供氫基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等問題,其中氫氣的運(yùn)輸在整個(gè)氫能供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)、能耗性能中占有很大比重。本文主要討論氫氣運(yùn)輸?shù)膸追N方式及安全性,分析影響運(yùn)氫方式的選擇因素和未來發(fā)展趨勢(shì)。高壓氫氣運(yùn)輸分為集裝格和長(zhǎng)管拖車兩類,其中,集裝格由多個(gè)40L的、壓力為15Mpa的高壓儲(chǔ)氫鋼瓶組成,運(yùn)輸較為靈活,適用于需求量小的加氫站;液氫的體積能量密度為·L-1,是15Mpa壓力下氫氣的。液氫槽罐車運(yùn)輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車中運(yùn)輸,目前商用的槽罐車容量約為65m3,可容納4000kg氫氣。國(guó)外加氫站使用該類運(yùn)輸略多于高壓氣態(tài)長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸。管道運(yùn)輸分為氣態(tài)管道運(yùn)輸和液態(tài)管道運(yùn)輸兩類。氣態(tài)管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時(shí)流量約310~8900kg氫氣,目前該類管道總長(zhǎng)度已超過16000km,主要分布在美國(guó)、加拿大和歐洲等地,其投資成本較天然氣管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜尋合適的地質(zhì)環(huán)境來布局管道線路;液態(tài)管道采用真空夾套絕熱技術(shù),由內(nèi)層和外層兩個(gè)等截面同心套管構(gòu)成,且兩個(gè)管套中間抽成真空狀態(tài),防止內(nèi)管內(nèi)液氫的溫度擴(kuò)散。根據(jù)氫氣來源不同,加氫站可分為外供氫加氫站和站內(nèi)制氫供氫加氫站。山東生產(chǎn)氫氣工廠
氫是一種非常優(yōu)越的新能源。它的主要優(yōu)點(diǎn)是氫燃燒的產(chǎn)物只有水,無污染,熱值高。水可以作為原料:氫氣燃燒熱值高,每公斤氫氣的燃燒熱約為汽油的3倍、酒精的、焦炭的。燃燒的產(chǎn)物是水,是世界上清潔的能源。水資源豐富,可以從水中制取氫氣,而水是地球上豐富的資源,著自然物質(zhì)循環(huán)利用和可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)典過程。相信氫能將是本世紀(jì)汽車?yán)硐氲哪茉?,也是人類長(zhǎng)期的戰(zhàn)略能源。氫氣是主要的工業(yè)原料,也是重要的工業(yè)氣體和特種氣體。 應(yīng)用于石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細(xì)有機(jī)合成、航空航天等領(lǐng)域。同時(shí),氫氣也是理想的二次能源(二次能源是指必須由太陽能、煤炭等一次能源制成的能源)。一般來說,氫容易與氧結(jié)合。這種特性使其成為一種天然還原劑,用于生產(chǎn)中防止氧化。在玻璃制造和電子芯片制造的高溫過程中,氮?dú)獗Wo(hù)氣體中加入氫氣以除去殘余氧氣。在石化工業(yè)中,原油是通過脫硫和加氫裂化精制而成的。氫的另一個(gè)重要用途是在人造黃油、食用油、洗發(fā)水、潤(rùn)滑劑、家用清潔劑和其他產(chǎn)品中對(duì)脂肪進(jìn)行氫化。由于氫的高燃料特性。海南環(huán)保氫氣型號(hào)加氫機(jī)的主要功能是為氫燃料電池汽車的車載儲(chǔ)氫瓶進(jìn)行加注,主要技術(shù)指標(biāo)是加注壓力。
氫氣目前主要通過長(zhǎng)管拖車、管道輸送和液氫槽車三種方式運(yùn)輸。長(zhǎng)管拖車由車頭和拖車組成。長(zhǎng)管拖車到達(dá)加氫站后,車頭和管束拖車可分離,所以管束也可用作輔助儲(chǔ)氫容器。目前常用的管束一般由直徑約為,長(zhǎng)約10m的鋼瓶組成,其設(shè)計(jì)工作壓力為20MPa,約可充裝氫氣3500標(biāo)準(zhǔn)m3。長(zhǎng)管拖車是國(guó)內(nèi)加氫站氫氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞?,將氫氣由產(chǎn)地運(yùn)往加氫站,通過站內(nèi)的壓縮系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加注系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的加注。運(yùn)輸過程中對(duì)安全性要求較高,存在著高壓氣氫運(yùn)輸效率低、成本較高的缺陷,在距離200km時(shí)運(yùn)氫成本高達(dá)11元/kg左右,與煤制氫成本相當(dāng),適用于運(yùn)輸距離較近、輸送量較低的用戶。管道輸送方式送以高壓氣態(tài)或液態(tài)氫的管道輸送為主,通過管道“摻氫”和“氫油同運(yùn)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、規(guī)模的輸氫。管道輸送可有效降低氫氣運(yùn)輸成本,但是前期投資,建設(shè)難度高,適和點(diǎn)對(duì)點(diǎn),規(guī)模的氫氣運(yùn)輸。
氫氣所以可以作為慢性病干預(yù)新手段,關(guān)鍵的原因有三個(gè),那就是有效果、安全性高和經(jīng)濟(jì)方便。首先是在于氫氣可以發(fā)揮一定作用,目前的研究表明,氫水飲用能改善血脂異常,可以降低部分糖尿病患者血糖,緩解胰島素耐受程度。對(duì)的動(dòng)物研究也發(fā)現(xiàn),能減輕導(dǎo)致的血管和腎臟等重要靶損傷。不僅氫氣對(duì)常見代謝性疾病有作用,對(duì)重要常見的兩種神經(jīng)退行性疾病,老年性癡呆預(yù)防和帕金森病癥狀改善,都有臨床研究證據(jù)。其次是氫氣對(duì)人體的安全性非常高。我們使用改善健康的手段和方法很多,但選擇方法的一個(gè)重要原則就是要考慮安全性。雖然有效的手段很多,但少數(shù)人毒性和副作用可能會(huì)帶來災(zāi)難后果。氫能尚不具備應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的條件。
氫氣用作汽車能源的主要問題,成本高。地球上氫氣儲(chǔ)量固然豐富。 但以目前的技術(shù),制取氫的成本太高。用電解水的方法制取氫,是目前工業(yè)上主要的生產(chǎn)氫氣的方法,如果用這種方法制取氫氣,再把氫氣用作汽車燃料,從能源效率上來講是不合算的。儲(chǔ)帶不便。氫氣在汽車上的儲(chǔ)帶十分不便。氣態(tài)儲(chǔ)帶,能量密度低的缺點(diǎn)很突出,如果要求氫氣汽車與汽油汽車保持同樣的行駛里程,則儲(chǔ)氣罐的體積約為汽油油箱的20倍;這對(duì)解決必要的行駛里程相當(dāng)困難;液態(tài)儲(chǔ)帶要求-253℃的溫,需要采用隔熱的油箱,且有蒸發(fā)損失,成本很高;金屬氫化物儲(chǔ)帶(即氣態(tài)氫在200~250個(gè)大氣壓下與某種金屬化合,形成幾毫米大小的固體金屬氫化物,把這種金屬氫化物帶在汽車上,使用時(shí)將其加熱分解,釋放出氫氣供內(nèi)燃機(jī)燃燒,剩余金屬可再次與氫氣化合,循環(huán)使用)方式進(jìn)展較大,似有更好的前景。動(dòng)力性較差。氫氣雖然熱效率高,但其密度很小,在氣缸中將擠占相當(dāng)一部分容積,影響空氣量,反過來也影響了氫氣量。此外,氫的單位質(zhì)量熱值雖然高,但單位容積熱值低。這都會(huì)影響氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。利用氫氣可以從含氧化合物中奪取氧的性質(zhì),冶金工業(yè)可以冶煉金屬。海南供應(yīng)氫氣哪家便宜
在冶金工業(yè)中,氫氣主要用作還原氣,以便將金屬氧化物還原成金屬。山東生產(chǎn)氫氣工廠
氫能可推動(dòng)可再生能源的加速部署氫能大規(guī)模部署(或氫氣衍生的燃料和大宗商品)可以推動(dòng)對(duì)可再生能源發(fā)電需求的增長(zhǎng)。IRENA估計(jì),2050年將有19艾焦氫氣由可再生能源電力制取,占終端能源消耗的5%和發(fā)電量的16%。而氫運(yùn)輸過程中會(huì)造成重大能量損失,可能會(huì)使氫能供應(yīng)的電力需求成倍增加。因此大規(guī)模部署氫氣將對(duì)電力行業(yè)產(chǎn)生重大影響,并且為可再生能源部署帶來更多機(jī)會(huì),可通過制氫提高電力系統(tǒng)靈活性電解槽可在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)增加或降低產(chǎn)量,新興的質(zhì)子交換膜電解槽比堿性電解槽響應(yīng)速度更快,因此可利用電解槽緩解電網(wǎng)擁堵,這有助于減少對(duì)波動(dòng)性可再生能源的削減。同時(shí),可再生能源電力可通過制氫來輸送。氫氣可用于季節(jié)性存儲(chǔ)波動(dòng)性可再生能源電力到2050年,高比例風(fēng)能和太陽能并網(wǎng)將使儲(chǔ)能需求增長(zhǎng),將可再生能源制氫與儲(chǔ)氫相結(jié)合,可以為能源系統(tǒng)提供長(zhǎng)期的季節(jié)靈活性。儲(chǔ)氫可以以多種方式進(jìn)行。山東生產(chǎn)氫氣工廠
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