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。在石化工業(yè)中,需加氫通過(guò)去硫和氫化裂解來(lái)提煉原油。河北環(huán)保氫氣廠家
氫氣可像天然氣那樣直接用于發(fā)動(dòng)機(jī),它燃燒后生成水,不排放CO、HC、CO2,是非常干凈的燃料。氫氣的分子量為2,是輕的元素,密度很小,沸點(diǎn)為℃,自燃點(diǎn)為400℃。氫氣用作汽車能源的主要優(yōu)點(diǎn)。來(lái)源非常豐富。氫是宇宙中含量豐富的元素之一。氫可由水電解而成,水的資源極其豐富。也可以以天然氣、煤、硫化氫為原料制取。污染很少。氫氣燃料是不含碳的燃料,廢氣中的主要成分是氫燃燒后的生成物H2O、空氣中的N2、燃燒后空氣中剩余的O2以及在高溫下生成的NOx。沒(méi)有汽油車及柴油車所排出的令人困擾的CO、HC以及微粒、鉛、硫等有害物質(zhì),不會(huì)誘發(fā)光化學(xué)煙霧,也沒(méi)有導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的CO2。熱效率高。氫的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕透咴S多,氫是氣態(tài)燃料,混合氣形成質(zhì)量好、分配均勻,加之火焰?zhèn)鞑ニ俣雀?,允許采用較稀的混合氣;氫的自燃溫度比汽油高,抗爆性好,允許有較高的壓縮比,使得燃燒熱效率較高,燃料消耗率較低。天津氫氣廠家報(bào)價(jià)天然氣制氫是通過(guò)天然氣與水蒸氣在高溫高壓下發(fā)生催化重整反應(yīng),生成氫氣和二氧化碳。
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(guò)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(lái)更多機(jī)會(huì),可通過(guò)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(guò)制氫來(lái)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(yáng)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。
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,和如何儲(chǔ)存一樣可以分為: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 上進(jìn)行輸送。管網(wǎng)輸送一般適用于用量的場(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。氫氣運(yùn)輸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。現(xiàn)在科學(xué)家膽設(shè)想氫一電共同輸送,可望幅度提高能量輸送效率。該設(shè)想是:在特規(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,同時(shí)利用液氫極低的溫度保持外層金屬處于超導(dǎo)狀態(tài),因?yàn)闆](méi)有電阻,電流通過(guò)就不會(huì)發(fā)熱,就能規(guī)模輸送電,也減少了輸電的損耗。而在工業(yè)應(yīng)用中,對(duì)氫氣純度的要求相對(duì)較低,因?yàn)樵谀承┻^(guò)程中,低純度的氫氣仍可以滿足需求而降低成本。
2月10日,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見(jiàn)》,關(guān)于氫能,其中提出:推行大容量電氣化公共交通和電動(dòng)、氫能、先進(jìn)生物液體燃料、天然氣等清潔能源交通工具,完善充換電、加氫、加氣(LNG)站點(diǎn)布局及服務(wù)設(shè)施,降低交通運(yùn)輸領(lǐng)域清潔能源用能成本。我們認(rèn)為在政策持續(xù)的催化下,產(chǎn)業(yè)前景巨大。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),上游涉及氫氣制取、儲(chǔ)運(yùn)及加注等多個(gè)流程,中游為氫燃料電池及其系統(tǒng)配件的制造,氫能的下游利用途徑多種多樣,主要包括交通運(yùn)輸領(lǐng)域以及儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2020)》預(yù)測(cè),2030年中國(guó)氫氣需求量3715萬(wàn)噸,在終端能源消費(fèi)中占比約為5%,氫能在交通領(lǐng)域/發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用有望快速發(fā)展由于氫氣是一種非常低密度的氣體,我們可以通過(guò)向鋁箔氣球中填充氫氣來(lái)使鋁箔氣球漂浮在空中。廣西環(huán)保氫氣廠家哪家便宜
隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)氣體作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)要素之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位和作用日益凸顯。河北環(huán)保氫氣廠家
動(dòng)力方面,氫氣可用于汽車、飛機(jī)、輪船、火箭等領(lǐng)域,其中目前主要、前景廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景是氫燃料電池車。氫能汽車包括氫燃料內(nèi)燃機(jī)車、氫燃料電池車兩種。氫燃料電池車能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)60%~80%,而氫燃料內(nèi)燃機(jī)車能量轉(zhuǎn)化效率30%左右,所以業(yè)界將氫燃料電池車作為氫能汽車主要發(fā)展方向。相比于純電動(dòng)汽車,氫燃料電池汽車 有續(xù)航里程長(zhǎng)、燃料加注快、低溫性能好、回收無(wú)污染等優(yōu)勢(shì),在遠(yuǎn)距離、載重、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的商用車領(lǐng)域 有良好的應(yīng)用前景。目前氫燃料電池汽車成本明顯高于燃油和純電動(dòng)車型,燃油車百公里油費(fèi)約為50元,純電動(dòng)汽車百公里電費(fèi)約為6元(家用充電)~15元(商用充電),氫燃料電池車燃料費(fèi)用約100元(百公里耗氫量為1.5kg,氫氣價(jià)格70元/kg)。在氫氣加注方面,我國(guó) 備設(shè)計(jì)建造35MPa加氫站的能力,而國(guó)際主流的70MPa加氫站及其關(guān)鍵設(shè)備領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)仍處于示范驗(yàn)證階段。到2030年預(yù)計(jì)將建成1000座加氫站。目前,加氫站氫氣加注成本對(duì)補(bǔ)貼依賴較。河北環(huán)保氫氣廠家