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。 管道运输是具有发展潜力的成本运氢方式。压管道适合大规模、长距离的运氢。西藏压缩氢气运输
氢气是一种高危险气体,不仅具有很强的易燃易爆性,还具有一定的毒性,因此我们在氢气运输的问题上一定要格外小心避免造成重大事故的发生。同时相关的工作人员需配备便携式氢气气体检测仪来及时检测氢气是否泄漏。下面为您分析氢气输送过程的危险,及时预防确保氢气在输送的安全。氢气输送管道的防雷、防静电接地装置如果保护失效,雷电或静电积聚会使管道及构筑物遭到破坏或引起火灾事故。管道因腐蚀、意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳等原因被损坏时,会造成大量的氢气外漏;当管道的法兰、阀门、焊缝泄漏或密封垫圈损坏而发生泄漏,泄漏的氢气遇火源会发生燃烧或。在抽送或压缩氢气时、检修、动火过程中各种原因导致氢气与氧气或其它助燃气体混合,达到一定的浓度极限时,遇火源会产生事故。外部明火导入管道内部,包括管道附近明火的导入,以及与管路相连接的焊接工具由于回火而导入管道内;管道过分靠近热源,管内气体过热引起的着火。宁德氢气运输常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。
氢气可像天然气那样直接用于发动机,它燃烧后生成水,不排放CO、HC、CO2,是非常干净的燃料。氢气的分子量为2,是轻的元素,密度很小,沸点为℃,自燃点为400℃。氢气用作汽车能源的主要优点。来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。
液氢槽罐车氢气容量高:液氢的体积能量密度为·L-1,是15Mpa压力下氢气的。液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化,再装入隔温的槽罐车中运输,目前商用的槽罐车容量约为65m3,可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约~、压力范围为1~3Mpa,每小时流量约310~8900kg氢气,目前该类管道总长度已超过16000km,主要分布在美国、加拿大和欧洲等地,其投资成本较天然气管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术,由内层和外层两个等截面同心套管构成,且两个管套中间抽成真空状态,防止内管内液氢的温度扩散。氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗和排放性能中占有很大比重;目前运氢方式主要有高压气体运输、液态氢气运输和管道运输等方式,其中国内多采用高压气态运输,国外液态运输略多,而管道非常少;运氢方式存在安全隐患,可通过适当方式降低风险;工业基础和规模化程度影响地区输氢方式。目前我国氢气的输运几乎都依赖长管拖车, 满足不了大规模氢气使用和氢能源产业的发展。
这是一个非常重要的问题,学术界也非常重视。关于氢气效应的发现,有许多传奇故事,特别是德国和法国神奇泉水,这些故事对传播氢气医学效应发挥了一定作用,但氢气医学的真实过程并不是那么梦幻,是一个充满曲折和艰难的历史。学术上一般认为,2007年日本学者太田成男教授课题组较早发现的氢气医学效应。不过具体什么时候甚至什么人发现氢气疾病都是很难回答的问题,有三个相关信息需要了解。1975年美国学者在《科学》杂志上发表论文,证明连续吸入8个大气压()对皮肤鳞状细胞有作用,这一研究是根据氢气抗氧化效应,但研究者认为氢气的还原作用比较弱,采用高压吸入氢气实现足够剂量产生效果。2001年法国潜水医学学者曾开展氢气对血吸虫诱导的肝纤维化效果的研究,可以说再次验证了高压氢气的作用。但是高压氢气医学效应只能算概念验证,很难进行日常的应用。后来发现小剂量效应与这个并没有必然连续,2009年前氢气医学研究文献没有引用上述文献就是重要的证据。氢气可用于汽车、飞机、轮船、火箭等领域,其中目前主要、前景广阔的应用场景是氢燃料电池车。新疆高纯氢气运输企业
液氢只适合于短途运输。西藏压缩氢气运输
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。西藏压缩氢气运输