当前氢能产业已经进入快速发展阶段,全球氢气产量超过,中国氢气产能也超过。但由于氢气体积能量密度极低且液化困难,其运输成本远远超过石油及天然气等传统燃料,达到交货成本的6%左右。而且随着规模经济与技术进步导致的制氢成本下降,运输成本的比重还会不断增加。因此对现有氢气输送方案的技术经济特征进行分析,构建经济高效的氢气储运及配送基础设施,是氢能产业发展必须解决的重大问题。一、现有氢气运输技术及其特性目前国内外的氢气运输技术可以分为高压气态、液态、有机载体(LOHC)及固态储氢运输等四类。其中高压气态运输由于技术实现简单及成本低等特征,而液态运输次之。有机载体(LOHC)与固态运输原理相似,均利用氢气与有机液体或固态金属反应生成氢键复合物或金属氢化物,在目的地进行脱氢处理,从而实现高效运输。后两种技术优势明显,前景可期,但目前成熟度不高。表1氢气运输方案概况图片来源:玖牛研究院根据公开资料整理(一)高压气态运输高压气态运输,是指采用压缩机将氢气在常温下压缩至较高要求和密度,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。 氢气也是重要的化工原料。如可以利用氢气来制造氨,并进一步制造化肥。化工氢气运输客服电话
液氢运输液氢运输安装卸压阀调节内部压力,无明火状态不构成危险。由于液氢运输的储氢装置不能完全的隔热,会造成液氢蒸发使装置内压力变大,但可在装置上安装卸压阀,调节装置内部压力,且氢气排出后扩散迅速。在户外无明火状态不会构成危险。管道运输管道运输的输氢管材料选用铝制复合材料,防止氢脆发生。管道使用的度钢如锰钢、镍钢等,若长期处于高压氢气的环境下,内部分子易受氢气分子入侵,使强度变低,但铝结构受此类影响较小,可采用铝制合金作为内层材料,降低氢脆现象。运氢成本计算在当前氢能源发展的现实情况下,氢气的运输需要基于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,,液氢运输多用车船等运输工具,氢气用量大时一般采用管道输送。浙江环保氢气运输目前,氢气作为燃料与天然气相比还没有足够规模的基础设施。
储氢密度和传输效率都更高的低温液态储氢将是未来重要的发展方向。液氢槽车运输成本测算为测算液氢槽车运输的成本,我们的基本假设如下:加氢站规模为500kg/天,距离氢源点100km;槽车装载量为15000加仑(约68m3,即4000kg),每日工作时间15h;槽车平均时速50km/h,百公里耗油量25升,柴油价格7元/升;液氢槽车价格约为50万美元/辆,以10年进行折旧,折旧方式为直线法;槽车充卸液氢时长;氢气压缩过程耗电11kwh/kg,电价;每台拖车配备两名司机,灌装、卸载各配备一名操作人员,工资10万元/人·年;车辆保险费用1万元/年,保养费用,过路费。根据以上假设,可测算出规模为500kg/d、距离氢源点100km的加氢站,运氢成本为。测算过程如下表: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。虽然运输成本随着距离增加而提高,但提高的幅度并不大。这是因为成本中占比**大的一项——液化过程中消耗的电费(约占60%左右)*与载氢量有关,与距离无关。而与距离呈正相关的油费、路费等占比并不大,液氢罐车在长距离运输下更具成本优势。发展趋势:成本低的管道运输是未来发展方向将上述测算结果进行对比发现:在0~1000km范围中。
传统行业氢气作为一种工业气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有应用。如在炼油工业中,氢气被用于燃料油、石油炼制等的加氢精制来提高油品的质量。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造过程中,在保护气中加入氢气以去除残余的氧,防止氧化的发生。氢能与燃料电池行业在氢能与燃料电池领域方面,氢气作为绿色无污染的新能源燃料,主要应用在交通领域,如氢燃料电池汽车、氢燃料电池船舶、氢动力航空等方面。其中,氢燃料电池乘用车、公交车、叉车已经投入市场。如北上广深等大城市均投入使用氢燃料电池公交车,行驶过程中无二氧化碳排放,比传统汽油内燃机车更环保。氢气属于危险化学品、具有易燃易爆的特点,因此在氢气供应的过程中,联悦以“安全第一”为首要原则,做到“多检查、多记录”来确保客户的安全供气。氢气供应方式主要分为钢瓶供应和管束车供应。每个钢瓶的氢气容量大约为5~9方,16个钢瓶为1瓶组,每辆货车装8-14组,即每车可装氢气约为600~2000方,适合用气量较小的用户;而氢气管束车每车可装约5,000~7000方氢气,适合于用气量较大的企业。氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不,飞艇现多用氦气填充)。
氢气压缩的部分能量在加氢站内还可以加以回收利用,比如利用长管拖车与储氢罐的压差为储氢罐自然充气。但是氢气液化的能量在固定储氢容器和液氢运输管网上无法利用,被白白浪费。在运输距离为500km时,运输压力为20MPa的氢气消耗30%的车载能量,而运输液氢消耗4%左右的车载能量,因此,长距离宜采用液氢运输。氢气运输安全性对于长管拖车,主要的危险特征是高压。美国的长管拖车根据DOT一3AA/3AAX压缩气体运输标准设计,安全系数达到;很多厂家生产的长管拖车还符合美国E-8009特殊标准,采取限定气瓶操作压力和限制钢种和控制杂质含量等措施,提高气瓶运输安全。从运输压力上来说,长管拖车运输压力一般不超过20MPa,且都装有卸压阀,充分保证运输的安全性。从法规上说,上海危险气体运输法规规定在气温大于30℃时,能在夜间运输,这都降低了长管拖车运输的危险性。因此,尽管长管拖车存在危险特征,但可通过合理方式降低风险。对于液氢运输由于容器不能完全绝热和氢气自身的正氢/仲氢转化放热,液氢会不断蒸发,使容器内压力越来越高,形成危险特征。但是槽车系统上安装卸压阀,保证容器内压力不超过极限值。同时由于氢气良好的逃逸性。 氢气能量密度,环保性能好,是能源碳转型的重要方向。青海氢气运输外包
管道运输是具有发展潜力的成本运氢方式。化工氢气运输客服电话
电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,反应过程就能连续进行。工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正氢离子和电子。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上。氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。多种储存方式各有利弊氢燃料以何种形态装载汽车上是个大问题,安全性能、能源密度等都是评价其性能的重要指标。化工氢气运输客服电话