以氢气为燃料的氢发电站的需求。千代田化工计划在2015年,在川崎市建设氢发电站。这将是全球首座商用氢发电站。氢气发电的优势是能够在天然气中添加氢气进行“混燃”,直接使用燃气轮机,这种方式不仅不会降低燃烧效率,还能减少二氧化碳排放量。第三类就是氢燃料被看好的用途——FCV。为了推动FCV的普及,日本经济产业省提出了以城市圈为中心,在2015年之前建设100座加氢站,到2030年增加到5000座的目标。为此,丰田通商公司与AirLiquideJapan公司已经成立了经营加氢站业务的新公司,基础设施建设业务日趋活跃。千代田化工打算以能在常温常压下储运氢气这一便利性为武器,开拓面向前景看好的加氢站的需求。而且,该公司还可以向加氢站运送液体,按照需求当场分离氢气。涩谷社长充满期待地表示:“氢气业务的规模虽然只有每年几十亿日元,但未来有望达到几百亿、甚至几千亿日元。”在FCV领域,包括丰田和本田等汽车企业和气罐材料企业在内。 压管道适合大规模、长距离的运氢。气态氢气运输方式
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北京氢气运输管道价格氢燃料电池乘用车、公交车、叉车已经投入市场。
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。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,目前主要有高压气体运输、液态氢气运输和管道运输等方式。高压氢气运输以长管拖车为主: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;长管拖车结构为车头部分和拖车部分,前者提供动力,后者主要提供存储空间,由9个压力为20Mpa、长约10m的高压储氢钢瓶组成,可充装约3500Nm³氢气,且拖车在到达加氢站后车头和拖车可分离,运输技术成熟、规范较完善,国内的加氢站目前多采用此类方式运输。
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。氢气是相对分子质量**小的物质,主要用作还原剂。
目前,氢燃料的储存方法大体可以分为三种,即高压储氢法、液态储氢法和固体储氢法。高压储氢法高压储氢法,也称为气态储氢法,是将氢气加压储存在储氢容器内,形式上和天然气车CNG气瓶类似。优点是在三种储氢方式中成本低,储氢密度较大,缺点是安全性较低。液态储氢法液态储氢法是在低温下将氢气液化,然后储存在低温容器内。优点是储氢密度大,缺点是成本高,附属系统庞大,故不适合做车载容器。固体储氢法纳米储氢模型固体储氢法,是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用,将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度,是气态储存和液态储存之后,有前途的研究发现。目前常见固体储氢方式有合金储氢、纳米储氢等。优点是安全稳定,缺点是成本过高。目前,氢的制取、储存和携带成本高、基建设施投资大等问题困扰着氢燃料汽车的前进之路,近来丰田、现代等车企发布了燃料电池汽车可以说在新能源的路上取得了阶段性进步。不过,从大范围来说。固态氢运输容易,不存在氢的逃逸问题,但目前固态氢的能量密度小,运输的能量效率相对较低。气态氢气运输方式
加氢机的主要功能是为氢燃料电池汽车的车载储氢瓶进行加注,主要技术指标是加注压力。气态氢气运输方式
低压氢气的管道运输在欧洲和美国已有70多年的历史。1938年,位于德国莱茵—鲁尔工业区的HULL化工厂建立了世界上首条输氢管道,全长208公里。目前,全球用于输送工业氢气的管道总长已超过1000公里,操作压力一般为1-3MPa,输气量310—8900Kg/h,其中德国拥有208公里,法国空气液化公司在比利时、法国、新西兰拥有880公里,美国也已达到720公里。在美国,管道输氢的能量损失约为4%,低于电力输送的电力损失(8%)。实际上,目前的天然气管道也可用来输送氢气。值得注意的是,尽量使用含碳量低的材料来制造管道,并加强维护,减少因氢脆现象(氢脆——金属由于吸氢引起韧性或延性下降的现象)而导致氢气逃逸。对于大规模集中制氢和长距离输氢来说,管道运输是合适的。 气态氢气运输方式
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