虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tubetrailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquidtruck)三种运氢方式为主,本文将主要分析这三种方式的成本。氢气从制氢厂到加氢站需要经历运输环节。氢气的运输方式可根据氢气状态不同分为气态氢气(GH2)输送、液态氢气(LH2)输送和固态氢气(SH2)输送。选择何种运输方式,需基于以下四点综合考虑:运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。在用量小、用户分散的情况下,气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送,用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。虽然氢气运输方式众多,但从发展趋势来看,我国主要以气氢拖车运输(tubetrailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquidtruck)三种运氢方式为主,本文将主要分析这三种方式的成本。长管拖车运输:当前主流运氢方式,经济性受距离制约长管拖车是普遍的运氢方式,但运输效率不高长管拖车由动力车头、整车拖盘和管状储存容器3部分组成,其中储存容器是将多只(通常6-10只左右)大容积无缝高压钢瓶通过瓶身两端的支撑板固定在框架中构成,用于存放高压氢气。氢气的应用主要分为两个方面,一个是在传统行业作为原材料使用,一个是在氢能与燃料电池行业作为能源使用。广东国内氢气运输有哪些
“氢”的发现早在16世纪,瑞士科学家帕拉塞尔斯发现把铁放入硫酸中,会产生一种特殊的气体。1766年,英国化学家和物理学家卡文迪许使用多种金属重复了帕拉塞尔斯的实验,将氢气收集起来并研究其性质。因此,在化学史上,人们把氢元素的发现这一项重大成就,主要归功于卡文迪许。在工业上的分类工业上,根据中国国家标准《工业氢》GB/T3634-1995,氢气可分为高纯氢(99.999%)、纯氢(99.99%)、普氢(99.9%)三种。天然气重整制氢(SMR)(1)工艺描述:天然气经过压缩,进入转化炉加热,而后进入反应炉,在催化剂的作用下,发生蒸汽转化反应和一氧化碳变换反应,产生含氢量约为70~90%的混合气,经过变压吸附提纯得到不同纯度的氢气产品。(2)反应公式:CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑(3)适用规模:2000-10000Nm3/h(4)特点:工艺稳定,适合大规模制氢;前期投资较大,成本稳定(管道天然气);天然气既作原料,又做燃料。湖北国内氢气运输有哪些通过管道基础设施进行运输将是一个绕不开的关键环节,因长期大规模使用基础设备,会带来很高的成本优势等。
国内氢气管网建设提速。我国的输氢管道主要分布在环渤海湾、长三角等地,目前已知有一定规模的管道项目有两个:济源-洛阳(25km)及巴陵-长岭。根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书(2016)》所制定的氢能产业基础设施发展路线,到2030年,我国燃料电池汽车将达200万辆,同时将建成3000公里以上的氢气长输管道。该目标将有效推进我国氢气管道建设。氢气管道造价高、投资大,天然气管道运氢可降低成本天然气管道相比氢气管道更为发达。天然气管道是世界上规模**大的管道,占世界管道总长度的一半以上,相比之下氢气管道数量很少。据IEA报告,目前世界上有300万公里的天然气管道,氢气管道*有5000公里,现有的氢气管道均由制氢企业运营,用于向化工和炼油设备运送成品氢气。运氢管材的特殊性使氢气管道造价高于天然气管道。由于管材易发生氢脆现象(即金属与氢气反映而引起韧性下降),从而造成氢气逃逸,因此需选用含炭量低的材料作为运氢管道。美国氢气管道的造价为31~94万美元/km,而天然气管道的造价*为,氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。氢气的输送成本高于天然气。虽然氢气在管道中的流速是天然气的,但由于氢气的体积能量密度小。
同体积氢气的能量密度*为天然气的三分之一,因此用同一管道输送相同能量的氢气和天然气,用于押送氢气的泵站压缩机功率高于压送天然气的压缩机功率。导致氢气的输送成本偏高。在氢能发展初期,可采用天然气管道输送氢气以降低成本。氢气输运网络基础设施建设需要巨大的资本投入和较长的建设周期,管道的建设还涉及占地拆建问题,这些因素都阻碍了氢气管道的建设。研究表明,含20%体积比氢气的天然气-氢气混合燃料可以直接使用目前的天然气输运管道,无需任何改造。在天然气管网中掺混不超过20%的氢气,运输结束后对混合气体进行氢气提纯,这样既可以充分利用现有管道设施,出于经济性考虑,也能降低氢气的运送成本。目前国外已有部分国家采用了这种方法。管道运氢成本测算为测算管道运氢的成本,我们参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,做出如下假设:管道长度25km,总投资额,则单位长度投资额584万元/km;年输氢能力为,运输过程中氢气损耗率8%;管线配气站的直接与间接维护费用以投资额的15%计算;氢气压缩过程耗电1kwh/kg,电价;管道寿命20年,以直线法进行折旧。根据以上假设,可测算出长度25m、年输送能力,运氢价格为。关键问题是氢气是否需要这种规模的基础设施,以及在何种程度上利用已经存在的基础设施。
但随着固氢技术的突破,这种方便的输配方式预期可得到使用。高压氢气运输,氢气通常经加压至一定压力后,然后利用集装格、长管拖车和管道等工具输送。集装格由多个水容积为40L的高压氢气钢瓶组成,充装压力通常为15MPa。集装格运输灵活,对于需求量较小的用户,这是非常理想的运输方式。长管拖车由车头和拖车组成。长管拖车到达加氢站后,车头和管束拖车可分离,所以管束也可用作辅助储氢容器。目前常用的管束一般由9个直径约为,长约10m的钢瓶组成,其设计工作压力为20MPa,约可充装氢气3500标准m3。管束内氢气利用率与压缩机的吸人压力有关,大约为75%~85%。长管拖车运输技术成熟,规范完善,因此国外较多加氢站都采用长管拖车运输氢气,上海较大规模商品氢运输即采用长管拖车运输。氢气也可通过管道输送至加氢站。美国、加拿大及欧洲多个工业地区都有氢气管道,直径大约为~,压力范围为1~3MPa,流量在310~8900kg·h-1之间。目前氢气管道总长度已经超过16000km。管道的投资成本很高,与管道的直径和长度有关,比天然气管道的成本高50%~80%,其中大部分成本都用于寻找合适的路线。目前氢气管道主要用于输送化工厂的氢气液氢运输,液氢的体积密度是·m-3。氢气可作为飞艇的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不高,飞艇现多用氦气填充)。云南品质氢气运输哪里好
液氢运输的能量效率高,*液化过程就消耗三分之一的氢能量,还存在氢气蒸发和运输设备绝缘的复杂技术要求。广东国内氢气运输有哪些
运输成本通过建立加氢站氢气运输成本模型进行分析,结果表明上海大规模氢气运输的长管拖车运输成本为·kg-1,液氢运输成本为·kg-1,管道运输成本为6元·kg-1。氢气液化能耗占自身低热值30%以上,约为压缩能耗的3倍左右,但气态氢气运输能耗高于液氢运输能耗。运输中尽管存在如高压、液氢蒸发以及氢脆等安全风险,但都可通过设计、规范等措施避免。根据分析结果,对于上海近期千辆级规模燃料电池汽车的发展计划,长管拖车输送氢气是方案。为促进燃料电池汽车的发展,上海必须建立与之发展相适应的氢基础设施(加氢站)。加氢站按制氢地点可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站,而对于外供氢加氢站,氢气的运输是重要的一环。氢气的运输方式是多样的,且每种运输方式的应用场合、成熟程度、使用成本等都不相同,因此需要进行比较,根据实际情况研究合理的运输方式,以有效促进上海氢基础设施的发展。氢气运输方式,按照输送时氢气所处状态的不同,氢气的运输方式可分为:气态氢气(GH2)输送、液态氢气(LH2)输送和固态氢气(SH2)输送。前两者将氢气加压或液化后再利用交通工具运输,是目前加氢站正在使用的方式。固态氢气输送通过金属氢化物进行输送,迄今尚未有固态氢气输送方式。广东国内氢气运输有哪些
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