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。 其他存储氢的方法还有纳米碳管储氢、有机化合物储氢、碳凝胶储氢、玻璃微球储氢、配位氢化物储氢等。安徽氢气运输商家
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. 西藏液态氢气运输方式全球范围内正掀起氢能产业发展热潮,将极大推动氢能产业发展。
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。
氢气与氟气的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性,与氯气的混合体积比为1:1时,在光照下也可。氢气由于无色无味,燃烧时火焰是透明的,因此其存在不易被感官发现,在许多情况下向氢气中加入有臭味的乙硫醇,以便使嗅觉察觉,并可同时赋予火焰以颜色。氢气虽无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢气含量增高,将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样,直接接触液氢将引起。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧,并有可能和空气一起形成混合物,引发燃烧事故。氢气的相关应用由于氢气的诸多特点。
在生产区域输出的高纯氢气,加压后进入工艺管路,经汇流排分配后进入各个充装工位,随后经加注管路装入氢气钢瓶和管束车中,由物流人员将其安全运输到客户现场。容器合格性检查:充装前,工作人员首先要进行容器合格性检查,检查钢瓶/管束车是否在合格期内,一般情况下氢气钢瓶/管束车的合格期为3年,如超过合格期,需重新送检。气体组分检查:充装前,工作人员对钢瓶/管束车内的气体进行组分检测,检测合格即可进行氢气充装;若不合格,需对容器先抽真空,再用氢气置换,符合要求后进行氢气充装。容器气密性检查:充装完成后,工作人员须对钢瓶/管束车进行严格的气密性检查。发车前,还须进行钢瓶货车和氢气管束车的例行安全检查。工作人员:必须穿符合规范的劳保用品(防静电工作服、工作鞋、防护眼罩等);严禁携带火种及易燃易爆的物品进入用气现场;每次到达客户现场后,首先对钢瓶货车/管束车进行安全检查,然后检测钢瓶/管束车的温度、压力等相关指标,并进行登记上报;在客户现场,还需对包括汇流排、管束车、钢瓶集格等在内进行基本检查,并做好相关记录。由于冷氢与环境温度之间存在较大的温差,因此对所用材料和绝缘有很高的要求。安徽氢气运输商家
随着氢能产业的快速发展,日益增加的氢气需求量将推动我国氢气管网建设。安徽氢气运输商家
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。安徽氢气运输商家
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