燃料電池對(duì)環(huán)境無(wú)污染。它是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng),而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲(chǔ)能(蓄電池)方式典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會(huì)釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述,燃料電池只會(huì)產(chǎn)生水和熱。如果氫是通過(guò)可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等),整個(gè)循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過(guò)程。無(wú)噪聲燃料電池運(yùn)行安靜,噪聲大約只有55dB,相當(dāng)于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝,或是在室外對(duì)噪聲有限制的地方。高效率燃料電池的發(fā)電效率可以達(dá)到50%以上,這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過(guò)熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。加氫站是連接上游氫氣和下游燃料汽車用戶的紐帶,是產(chǎn)業(yè)鏈的。天津氫氣運(yùn)輸咨詢
氫氣輸送是氫能利用的重要環(huán)節(jié)。一般而言,氫氣生產(chǎn)廠和用戶會(huì)有一定的距離,這就存在氫氣輸送的需求。按照氫在輸運(yùn)時(shí)所處狀態(tài)的不同,可以分為氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送。其中前兩者是目前正在大規(guī)模使用的兩種方式。根據(jù)氫的輸送距離、用氫要求及用戶的分布情況,氣氫可以用管網(wǎng),或通過(guò)高壓容器裝在車、船等運(yùn)輸工具上進(jìn)行輸送。管網(wǎng)輸送一般適用于用量大的場(chǎng)合,而車、船運(yùn)輸則適合于量小、用戶比較分散的場(chǎng)合。液氫、固氫輸運(yùn)方法一般是采用車船輸送。氫氣的輸送之所以效率低,原因在于儲(chǔ)氫密度太低。目前各種輸送氫氣的方法實(shí)際是輸送儲(chǔ)存的氫。如果儲(chǔ)氫密度提高了,輸送氫氣的效率自然也就提高?,F(xiàn)在科學(xué)家大膽設(shè)想氫一電共同輸送,可望大幅度提高能量輸送效率。該設(shè)想是在特大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電中心,人們首先利用光伏光電或太陽(yáng)能熱發(fā)電獲得大量的電力,再利用這些可再生能源獲得的清潔電力,電解水制氫,繼而液化氫氣得到液氫。利用多層同軸電纜,同時(shí)輸送液氫和電。電纜中心輸送液氫。吉林附近氫氣運(yùn)輸共同合作氫氣是相對(duì)分子質(zhì)量小的物質(zhì),主要用作還原劑。
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(guò)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(lái)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。
氫氣的輸運(yùn)包括工業(yè)鋼瓶、集裝格、長(zhǎng)管拖車、氣體管道、液態(tài)氫氣、有機(jī)液體、儲(chǔ)氫合金等方法。單個(gè)工業(yè)氫氣鋼瓶的容積為40L,壓力為15MPa,儲(chǔ)氫為0.5kg.集裝格由9~20個(gè)氫氣鋼瓶組成,儲(chǔ)氫3~10kg,主要是實(shí)驗(yàn)室的氫氣輸運(yùn)。100kg以上的氫氣輸運(yùn)方法主要是長(zhǎng)管拖車、氣體管道、液態(tài)氫氣。在陸地上進(jìn)行大量氫氣輸送時(shí),氣體管道輸送很有效。一般的氫氣集裝格和長(zhǎng)管拖車中都有連接鋼瓶的氣體管道,在陸地上能夠鋪設(shè)大規(guī)模、長(zhǎng)距離而且高壓的氫氣管道進(jìn)行氫氣輸送。管道運(yùn)輸是具有發(fā)展?jié)摿Φ牡统杀具\(yùn)氫方式。低壓管道適合大規(guī)模、長(zhǎng)距離的運(yùn)氫。由于氫氣在低壓狀態(tài)(工作壓力1~4MPa)下運(yùn)輸,因此相比高壓鋼瓶輸氫能耗更低,但管道建設(shè)的初始投資較大。 制氫環(huán)節(jié)主要包括電解水制氫、煤制氫、天然氣制氫、生物質(zhì)制氫、光解制氫、熱化學(xué)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等方式。
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(wèn)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(lái)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(guò)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(lái)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。單從運(yùn)輸方面的成本來(lái)看,以液氫運(yùn)輸成本,管道運(yùn)輸?;錃膺\(yùn)輸服務(wù)電話
隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,日益增加的氫氣需求量將推動(dòng)我國(guó)氫氣管網(wǎng)建設(shè)。天津氫氣運(yùn)輸咨詢
氫氣壓縮的部分能量在加氫站內(nèi)還可以加以回收利用,比如利用長(zhǎng)管拖車與儲(chǔ)氫罐的壓差為儲(chǔ)氫罐自然充氣。但是氫氣液化的能量在固定儲(chǔ)氫容器和液氫運(yùn)輸管網(wǎng)上無(wú)法利用,被白白浪費(fèi)。在運(yùn)輸距離為500km時(shí),運(yùn)輸壓力為20MPa的氫氣消耗30%的車載能量,而運(yùn)輸液氫消耗4%左右的車載能量,因此,長(zhǎng)距離宜采用液氫運(yùn)輸。氫氣運(yùn)輸安全性對(duì)于長(zhǎng)管拖車,主要的危險(xiǎn)特征是高壓。美國(guó)的長(zhǎng)管拖車根據(jù)DOT一3AA/3AAX壓縮氣體運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),安全系數(shù)達(dá)到;很多廠家生產(chǎn)的長(zhǎng)管拖車還符合美國(guó)E-8009特殊標(biāo)準(zhǔn),采取限定氣瓶操作壓力和限制鋼種和控制雜質(zhì)含量等措施,提高氣瓶運(yùn)輸安全。從運(yùn)輸壓力上來(lái)說(shuō),長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸壓力一般不超過(guò)20MPa,且都裝有卸壓閥,充分保證運(yùn)輸?shù)陌踩?。從法?guī)上說(shuō),上海危險(xiǎn)氣體運(yùn)輸法規(guī)規(guī)定在氣溫大于30℃時(shí),能在夜間運(yùn)輸,這都降低了長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸?shù)奈kU(xiǎn)性。因此,盡管長(zhǎng)管拖車存在危險(xiǎn)特征,但可通過(guò)合理方式降低風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于液氫運(yùn)輸由于容器不能完全絕熱和氫氣自身的正氫/仲氫轉(zhuǎn)化放熱,液氫會(huì)不斷蒸發(fā),使容器內(nèi)壓力越來(lái)越高,形成危險(xiǎn)特征。但是槽車系統(tǒng)上安裝卸壓閥,保證容器內(nèi)壓力不超過(guò)極限值。同時(shí)由于氫氣良好的逃逸性。 天津氫氣運(yùn)輸咨詢