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。传统行业氢气作为工业气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、浮法玻璃、航空航天等方面有着很大的应用。青海氢气运输储存罐企业
氢气是可燃性气体,在空气燃烧时会产生热量。氢气燃烧实际上是氢气和氧气反应产生水的化学过程,氢气和氧气分子反应需要的条件并不高,只需574度就可以点燃。满足这种温度容易的就是静电火花,当然有明火就更没有问题了。氢气和氧气即使发生化学反应,不一定会发生燃烧,燃烧需要化学反应连续进行,简单说就是氢气氧气反应产生热量可引起更多氢气氧气反应,周围其他氢气氧气分子发生反应再继续引起更大范围的反应。能维持这种反应持续进行的重要前提是氢气和氧气的浓度都不能太小。发生燃烧不一定会导致破坏性后果,因为燃烧产生危害主要决定于燃烧产生的能量大小和产生速度,尤其是能量大小更重要。根据这一特点,只要把密闭条件下混合气体积控制足够小,就能降低破坏性后果。这就好比打火机,虽然里面是可以燃烧和的可燃气体,但体积小不足以产生危害。也可以对管路进行技术处理,控制和避免燃烧反应发生的条件,例如采用单向阀门和安全阀的设计,让意外的燃爆不产生人体和环境的破坏。也有人采用对整机进行防爆设计,但这似乎是形式大于实质。福建氢气运输罐车氢能尚不具备应用于储能领域的条件。
在陆地上进行大量氢气输送时,气体管道输送很有效。一般的氢气集装格和长管拖车中都有连接钢瓶的气体管道,在陆地上能够铺设大规模、长距离而且高压的氢气管道进行氢气输送。管道运输是具有发展潜力的低成本运氢方式。低压管道适合大规模、长距离的运氢。由于氢气在低压状态(工作压力1~4MPa)下运输,因此相比高压钢瓶输氢能耗更低,但管道建设的初始投资较大。有机液体以及氨气输运氢气也是正在开发的氢气储运方法,尤其是在长距离、大规模的氢气输送方面具有一定优势,但是杂质气体含量高,高纯氢气使用时需要重新纯化。固态合金输氢纯度高、安全性好,但是输运能耗高、成本高,适合人口密集的区域以及短距离的氢气输运。长管拖车输运氢气成本随距离的增加,适合300km以内的输氢,距离超过300km时,液氢和管道输氢更合适,输氢量越大,这种趋势越明显。三种主要输氢方式价格与距离的变化如下图所示。图三种输氢方式价格与距离变化关系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,管道输氢和液态输氢技术亟待提高。
其对电力价格敏感性较强。而管道运输的主要成本在于建设投资,其建成之后运营成本对生产要素市场价格变化不具有敏感性。表4各方案技术特征对比资料来源:玖牛研究院根据公开资料整理四、结论在可以预见的未来,全国氢气储运基础设施构建中,从大规模制氢企业向城市门户的氢气输送主干道应当以氢气管道为主。其低廉的运输成本将有利于大规模制氢企业布局于生产成本低的区域。而在城市内部或区域之间的中短距离配送以集装管束运输为主,而液氢槽罐车则能在300km以上的远距离不稳定需求中发挥优势,或作为管道运输的补充。有机载体LOHC技术相比集装管束与液氢槽罐车均有明显优势,如果能够成功走向成熟则有望取代两者成为新的中短距离运输有效方案。 氢能发展已经越来越受到各国、能源生产企业、装备制造企业和研究机构的关注。
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。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。福建氢气运输罐车
低压氢气的管道运输在欧洲和美国已有70多年的历史。青海氢气运输储存罐企业
宇宙中丰富的元素一直被吹捧为潜在的无排放能源救星。氢能的工业应用由来已久,1807年发明了辆氢动力汽车,1888年开始进行氢元素的工业合成。即使是的绿色产氢技术,“质子交换膜”(PEM)电解技术在20世纪70年代就被发现了。在20世纪70年代、80年代和21世纪初的几次对绿色氢能的热情消退之后,对于这种新能源发展的乐观情绪逐渐升温,氢能终将迎来它的辉煌时刻。零排放电力价格暴跌由于太阳能和风能相当,或者在阳光充足的地区,比以化石燃料为基础的电力要便宜得多。青海氢气运输储存罐企业