其昂贵的投资使氢气运输成本基本维持不变。当加氢站规模达到1500kg·d-1时,氢气的运输成本大约为6元·kg-1。单从运输方面的成本来看,三种运输方式中以液氢运输成本比较低,管道运输比较高。注意此液氢运输成本没有包含氢气液化及蒸发成本,氢气液化设备的投资非常巨大,一个日处理量为120t氢气的液化厂投资约为9千万美元。Syed等计算了规模为3×104kg·h-1的氢气液化成本,达到·kg-1,若考虑到此,长管拖车运输氢气的成本在目前还是比较低的。由于长管拖车运输和槽车运输技术都非常成熟,通过技术进步降低设备成本不大可能。但是今后生产规模扩大后能降低部分成本。3能耗分析氢气首先经过压缩或液化后再进行运输,这些过程都需要消耗能量。Bossel等深入地比较了压缩和液化的能耗以及氢气道路运输的能耗,可为氢气运输方式的选择提供参考。氢气的高热值为142MJ·kg-1,如果将氢气压缩到20MPa,大约消耗能量14MJ·kg-1,相当于氢气内能的10%左右。液化能耗很高,具有明显的规模效益。当液化量很少时,液化能耗甚至高于氢气的热值,当液化量达到1000kg·h-1时,液化能耗仍超过40MJ·kg-1,是低热值的30%以上。对于一般规模的液化厂,氢气液化能耗大约为压缩能耗的3倍。 电子工业可以利用氢气来制取纯硅这种半导体材料。辽宁环保氢气运输
采用密封容器或管道运输至目的地再进行调压的技术方案。具体输送工具有集装格、集装管束及管道运输等三种。1.集装格集装格是采用钢结构框架将10-16只容积40L的单瓶集装在一起采用常规车辆进行运输,钢瓶压强可以达到15-20Mpa。由于钢瓶自重较大,运输氢气的重量*占钢瓶重量的,运输效率低下,成本高。但集装格操作简单,运输方式灵活,适合于短距离、少量需求的供应。2.集装管束集装管束运输车(tubetrailer)也称为管状集装箱,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,采用大型拖车运输。集装管束前端配备安全仓,其中设置爆破片安全泄放装置,后端为操作仓中配置测温、测压仪表及控制阀门和存放气管路系统。国内主要生产商中集安瑞科生产的集装管束承受压力20Mpa,每次可装载氢气约4000Nm3,重约460kg。3.管道运输管道运输通过在地下埋设无缝钢管系统进行氢气输送,管道内氢气压力一般4Mpa,输送速度可达到20m/秒。管道运输具有速度快、效率高的优点,但初始投资较高。目前,氢气管道在美国及欧洲采用较多,我国国内则相当少见。我国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(43km)两个。重庆瓶装氢气运输方式氢气作为燃料,主要还是通过氢燃料电池,将氢能转化为电能。
储氢合金固态氢运输该技术利用稀土系、钛系、锆系和镁系等金属或合金的吸氢特性,与氢气反应产生稳定氢化物,在常温常压下运输至目的地之后再通过加热释放氢气。利用该技术同样可以大幅度提升氢气运输的体积能量密度。理论上,与高压钢瓶同等重量的储氢合金所能吸纳的氢气量是高压钢瓶的上千倍。但储氢合金本身价格昂贵,目前*用于电池领域,用于大规模氢气运输并不现实。二、主要氢气运输技术成本分析从上述分析可知,目前从技术上适用于大规模氢气运输的成熟技术方案主要为集装管束运输、管道运输、液氢槽罐车运输及LOHC运输。以下分别对不同技术方案的运输成本加以分析。(一)集装管束运输成本集装管束拖车运输成本主要包括:拖车折旧费、维护保养费、氢气压缩耗电、人员工资及运输油耗等。成本测算假设:目前国内集装管束拖车的价格约100万/台,使用年限10年。每辆拖车配备司机两名,每人每年工资及福利费共15万。拖车满载氢气可达460kg,每百公里消耗柴油约25升。拖车平均运行速度假设为50km/小时,两端装卸时间约5小时,年有效工作时间为4500小时。氢气压缩过程耗电1kwh/kg.
氢气是无色无味并且密度比空气小的气体,在各种气体中,氢气的密度小。标准状况下,1升氢气的质量是0.089克,比相同体积的空气轻得多。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应,但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就发生变化。如氢气在空气中的体积分数为4%-75%时,遇到明火时,就会引起。氢气的制取方法氢气是二次能源,不能直接从自然界中获取,需要由一次能源转化而来。工业上,常见的氢气制取方法包括天然气重整制氢(SMR)、甲醇裂解制氢(MC)、水电解制氢(Electrolysis)工业副产氢(OffGas)。目前公司熟练掌握包括天然气制氢等以上各种制氢方法,且拥有众多技术诀窍,能够长期保持设备的稳定高效运行。按照氢在输运时所处状态的不同,和如何储存一样可以分为:气氢输送、液氢输送和固氢输送。
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。长管拖车运氢:当运输距离为50km时,氢气的运输成本,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。距离500km时运输成本达到。考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。管道运氢:参考济源-洛阳氢气管道的基本参数,可测算出长度25m、年输送能力,运氢价格为。当输送距离为100km时,运氢成本为,为同等距离下气氢拖车成本的1/5,通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时,液氢槽车的运输价格在。将上述测算结果进行对比发现:在0~1000km范围中,管道运输的成本比较低。运输距离在250km内时,长管拖车运输成本低于液氢槽车,超过250km则后者更具成本优势。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。上海氢气运输价格
我国氢气管网发展不足, 输氢管道主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地,氢气管网布局有较大的提升空间。辽宁环保氢气运输
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。辽宁环保氢气运输
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