隨著燃料電池汽車產業的發展,其上游氫能產業也得到了迅速的發展,但氫能產業目前還面臨著生產、運輸和供氫基礎設施缺乏等問題,其中氫氣的運輸在整個氫能供應鏈的經濟、能耗性能中占有很大比重。本文主要討論氫氣運輸的幾種方式及安全性,分析影響運氫方式的選擇因素和未來發展趨勢。高壓氫氣運輸分為集裝格和長管拖車兩類,其中,集裝格由多個40L的、壓力為15Mpa的高壓儲氫鋼瓶組成,運輸較為靈活,適用于需求量小的加氫站;液氫的體積能量密度為·L-1,是15Mpa壓力下氫氣的。液氫槽罐車運輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車中運輸,目前商用的槽罐車容量約為65m3,可容納4000kg氫氣。國外加氫站使用該類運輸略多于高壓氣態長管拖車運輸。管道運輸分為氣態管道運輸和液態管道運輸兩類。氣態管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時流量約310~8900kg氫氣,目前該類管道總長度已超過16000km,主要分布在美國、加拿大和歐洲等地,其投資成本較天然氣管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜尋合適的地質環境來布局管道線路;液態管道采用真空夾套絕熱技術,由內層和外層兩個等截面同心套管構成,且兩個管套中間抽成真空狀態,防止內管內液氫的溫度擴散。加氫站是給燃料電池汽車提供氫氣的燃氣站,早的氫氣加注站也許可以追溯到1980年代位于美國的加氫站。陜西附近哪里有加氫站加氫供應商
燃料電池對環境無污染。它是通過電化學反應,而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式典型的傳統后備電源方案。燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述,燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的(光伏電池板、風能發電等),整個循環就是徹底的不產生有害物質排放的過程。無噪聲燃料電池運行安靜,噪聲大約只有55dB,相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內安裝,或是在室外對噪聲有限制的地方。高效率燃料電池的發電效率可以達到50%以上,這是由燃料電池的轉換性質決定的,直接將化學能轉換為電能,不需要經過熱能和機械能(發電機)的中間變換。天津附近哪里有加氫站加氫大概價格多少加氫站的加注工作壓力通常分為兩個等級:35MPa和70MPa。
氫氣用作汽車能源的主要問題,成本高。地球上氫氣儲量固然豐富。 但以目前的技術,制取氫的成本太高。用電解水的方法制取氫,是目前工業上主要的生產氫氣的方法,如果用這種方法制取氫氣,再把氫氣用作汽車燃料,從能源效率上來講是不合算的。儲帶不便。氫氣在汽車上的儲帶十分不便。氣態儲帶,能量密度低的缺點很突出,如果要求氫氣汽車與汽油汽車保持同樣的行駛里程,則儲氣罐的體積約為汽油油箱的20倍;這對解決必要的行駛里程相當困難;液態儲帶要求-253℃的溫,需要采用隔熱的油箱,且有蒸發損失,成本很高;金屬氫化物儲帶(即氣態氫在200~250個大氣壓下與某種金屬化合,形成幾毫米大小的固體金屬氫化物,把這種金屬氫化物帶在汽車上,使用時將其加熱分解,釋放出氫氣供內燃機燃燒,剩余金屬可再次與氫氣化合,循環使用)方式進展較大,似有更好的前景。動力性較差。氫氣雖然熱效率高,但其密度很小,在氣缸中將擠占相當一部分容積,影響空氣量,反過來也影響了氫氣量。此外,氫的單位質量熱值雖然高,但單位容積熱值低。這都會影響氫氣發動機的動力性。
目前,氫燃料的儲存方法大體可以分為三種,即高壓儲氫法、液態儲氫法和固體儲氫法。高壓儲氫法高壓儲氫法,也稱為氣態儲氫法,是將氫氣加壓儲存在儲氫容器內,形式上和天然氣車CNG氣瓶類似。優點是在三種儲氫方式中成本低,儲氫密度較大,缺點是安全性較低。液態儲氫法液態儲氫法是在低溫下將氫氣液化,然后儲存在低溫容器內。優點是儲氫密度大,缺點是成本高,附屬系統龐大,故不適合做車載容器。固體儲氫法納米儲氫模型固體儲氫法,是利用固體對氫氣的物理吸附或化學反應等作用,將氫儲存于固體材料中。固態儲存一般可以做到安全、高效、高密度,是氣態儲存和液態儲存之后,有前途的研究發現。目前常見固體儲氫方式有合金儲氫、納米儲氫等。優點是安全穩定,缺點是成本過高。目前,氫的制取、儲存和攜帶成本高、基建設施投資大等問題困擾著氫燃料汽車的前進之路,近來豐田、現代等車企發布了燃料電池汽車可以說在新能源的路上取得了階段性進步。不過,從大范圍來說。行業內通常將加氫站分為站外制氫加氫站和站內制氫加氫站兩種.
液態儲氫是指將氫氣低溫液化后儲存。由于液氫密度為,是標況下氫氣密度,在各種儲氫方式中,無論是從體積密度還是從重量密度的角度看,只有氫氣以液態儲存才能達到比較高的儲存密度,液態儲氫由于其儲氫密度大、能量密度高,運輸方便等特點,具有很大的優勢。但由于液氫的沸點極低(),與環境溫差極大,對容器的絕熱要求很高,在儲氫過程中還存在熱漏損、自然揮發,耗能極大,同時還存在對容器密封性要求更高因此大規模實現液氫的工業化應用還具有相當高的難度。目前國外大多采用液氫運輸,運輸方式已較為成熟。對于大量、遠距離的儲運,采用低溫液態的方式才可能體現出優勢,目前液氫主要作為低溫推進劑用于航天中,而對于以液氫為動力的汽車與無人機的液氫貯箱也有一些研究,但到目前為止還沒有實質性的進展。一方面是技術不夠成熟,成本高昂,目前運輸還是車用都選擇高壓氣態路線;另一方面,國內暫時缺乏液氫相關的技術標準和政策規范,國內布局液氫的企業較少。 船舶運氫也有望成為未來氫氣運輸的主要方式之一。遼寧工業加氫站加氫哪家便宜
加氫站之于燃料電池汽車,是支撐氫能產業鏈發展必不可少的基石。陜西附近哪里有加氫站加氫供應商
加氫站建設技術路線根據氫氣來源可分成:外供氫加氫站和內制氫加氫站。外供氫加氫站內無制氫設備,氫氣通過長管拖車、液氫槽車或者氫氣管道由制氫廠運送至加氫站,由壓縮機壓縮并輸送入高壓儲氫瓶內存儲,后通過氫氣加氣機加注到燃料電池組汽車中使用。根據氫氣存儲方法的不同,又可更進一步分成高壓氣氫站和液氫站,世界約30%為液氫儲運加氫站,主要分布在美國和日本,中國現階段全部為高壓氣氫站。相比之下氣氫儲運,液氫儲運加氫站占地面積更小,存儲量更大,但是建設難度也相對更大,合適大規模加氫需要。圖1外供氫加氫站技術路線內制氫加氫站內建有制氫系統,制氫技術包括電解水制氫、天然氣重整制氫、可再造能源制氫等,站內制備的氫氣一般需經純化、干燥后再開展壓縮、存儲及加注等步驟。其中,電解水制氫和天然氣重整制氫技術由于裝置便于安裝、自動化程度較高,且天然氣重整技術可依托天然氣基礎設施建設發展,因而在站內制氫加氫站中運用多,歐洲內制氫加氫站主要使用這兩種制氫方法。圖2內制氫加氫站技術路線根據供氫壓力等級不同,加氫站分成35MPa和70MPa兩種壓力供氫。國外市場大都使用70MPa,國內加氫站受現有壓縮機和儲氫瓶技術發展的限制,多數使用35MPa。陜西附近哪里有加氫站加氫供應商