當(dāng)前氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段,全球氫氣產(chǎn)量超過,中國氫氣產(chǎn)能也超過。但由于氫氣體積能量密度極低且液化困難,其運(yùn)輸成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油及天然氣等傳統(tǒng)燃料,達(dá)到交貨成本的6%左右。而且隨著規(guī)模經(jīng)濟(jì)與技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致的制氫成本下降,運(yùn)輸成本的比重還會不斷增加。因此對現(xiàn)有氫氣輸送方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征進(jìn)行分析,構(gòu)建經(jīng)濟(jì)高效的氫氣儲運(yùn)及配送基礎(chǔ)設(shè)施,是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須解決的重大問題。一、現(xiàn)有氫氣運(yùn)輸技術(shù)及其特性目前國內(nèi)外的氫氣運(yùn)輸技術(shù)可以分為高壓氣態(tài)、液態(tài)、有機(jī)載體(LOHC)及固態(tài)儲氫運(yùn)輸?shù)人念悺F渲懈邏簹鈶B(tài)運(yùn)輸由于技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡單及成本低等特征,而液態(tài)運(yùn)輸次之。有機(jī)載體(LOHC)與固態(tài)運(yùn)輸原理相似,均利用氫氣與有機(jī)液體或固態(tài)金屬反應(yīng)生成氫鍵復(fù)合物或金屬氫化物,在目的地進(jìn)行脫氫處理,從而實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)輸。后兩種技術(shù)優(yōu)勢明顯,前景可期,但目前成熟度不高。表1氫氣運(yùn)輸方案概況圖片來源:玖牛研究院根據(jù)公開資料整理(一)高壓氣態(tài)運(yùn)輸高壓氣態(tài)運(yùn)輸,是指采用壓縮機(jī)將氫氣在常溫下壓縮至較高要求和密度,采用密封容器或管道運(yùn)輸至目的地再進(jìn)行調(diào)壓的技術(shù)方案。具體輸送工具有集裝格、集裝管束及管道運(yùn)輸?shù)热N。 氫能發(fā)展離不開全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新和突破。山東附近哪里有氫氣運(yùn)輸
管道輸送氫氣是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離運(yùn)輸?shù)姆绞剑欢谥袊瑢?shí)現(xiàn)管道輸送氫氣并非一件容易的事情。中國氫能聯(lián)盟近期發(fā)布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》指出,美國有2500公里的輸氫管道,歐洲已有1569公里的輸氫管道,我國則有100公里輸氫管道。全球范圍內(nèi)輸氫管道的數(shù)量加起來不到4500公里,與油氣管道相比,是幾個數(shù)量級的差別。目前國內(nèi)外低壓氫氣管道運(yùn)輸尚處于初步發(fā)展階段。成本是制約輸氫管道發(fā)展的一個因素。由于氫氣自身體積能量密度小、容易對管材產(chǎn)生“氫脆”現(xiàn)象,其管道運(yùn)輸成本往往大于同能量流率下天然氣管道運(yùn)輸?shù)某杀尽S袛?shù)據(jù)顯示,在美國氫氣管道的造價(jià)大約為30萬-100萬美元/公里,是天然氣管道造價(jià)的2倍。而由誰來投資建設(shè)管道是一個值得考慮的問題。在國外,氣體公司既生產(chǎn)工業(yè)氣體供應(yīng)市場,也生產(chǎn)裝置出售給用戶。如冶金、化工、石化、半導(dǎo)體等企業(yè),通過專業(yè)氣體公司以管道輸送或現(xiàn)場裝置生產(chǎn)供應(yīng)氣體。法國氣體供應(yīng)商AirLiquide(液空)公司憑借其技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),根據(jù)工業(yè)企業(yè)的需求,已在中國的上海、天津、遼陽鋪設(shè)了輸氫管道。國內(nèi)公司方面,2014年,中石化巴陵石化全長42公里的氫氣輸送管線順利投用。 山東附近哪里有氫氣運(yùn)輸氫運(yùn)輸主要運(yùn)輸四種狀態(tài)的氫:低壓氫氣、高壓氫氣、液氫和固態(tài)氫(金屬氫化物儲氫和有機(jī)氫化物儲氫等)。
氫氣可像天然氣那樣直接用于發(fā)動機(jī),它燃燒后生成水,不排放CO、HC、CO2,是非常干凈的燃料。氫氣的分子量為2,是輕的元素,密度很小,沸點(diǎn)為℃,自燃點(diǎn)為400℃。氫氣用作汽車能源的主要優(yōu)點(diǎn)。來源非常豐富。氫是宇宙中含量豐富的元素之一。氫可由水電解而成,水的資源極其豐富。也可以以天然氣、煤、硫化氫為原料制取。污染很少。氫氣燃料是不含碳的燃料,廢氣中的主要成分是氫燃燒后的生成物H2O、空氣中的N2、燃燒后空氣中剩余的O2以及在高溫下生成的NOx。沒有汽油車及柴油車所排出的令人困擾的CO、HC以及微粒、鉛、硫等有害物質(zhì),不會誘發(fā)光化學(xué)煙霧,也沒有導(dǎo)致地球溫室效應(yīng)的CO2。熱效率高。氫的火焰?zhèn)鞑ニ俣缺绕透咴S多,氫是氣態(tài)燃料,混合氣形成質(zhì)量好、分配均勻,加之火焰?zhèn)鞑ニ俣雀撸试S采用較稀的混合氣;氫的自燃溫度比汽油高,抗爆性好,允許有較高的壓縮比,使得燃燒熱效率較高,燃料消耗率較低。
國內(nèi)氫氣管道建設(shè)的參與方,既有國外的企業(yè),又有國內(nèi)的企業(yè)。氫氣管道屬于管道的一種,若未來氫氣像石油、天然氣一樣作為能源進(jìn)行管理,氫氣管道資產(chǎn)屬于哪一方,由誰來投資建設(shè)、由誰來運(yùn)營都是值得探索的。在管道輸送氫氣方面,也有不少人士看好充分利用現(xiàn)有管道設(shè)施,在天然氣中摻入氫氣進(jìn)行輸送。不過,這可能需要協(xié)調(diào)好各方的利益。國內(nèi)長輸油氣管網(wǎng)主要由三大國有石油公司擁有。有數(shù)據(jù)顯示,中石油約占85%,中石化占8%,中海油占5%,其他公司占2%。據(jù)eo此前報(bào)道,2017年氣荒以來,各地方對省內(nèi)管網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)入了新一輪的強(qiáng)化期。這一輪,黑龍江、江蘇、遼寧等地方組建并成立了新的省級管網(wǎng)公司。但是組建不久,準(zhǔn)備啟動建設(shè)的黑龍江省天然氣管網(wǎng)就出師不利,遭遇了中石油的阻擊而停滯不前。就油氣管網(wǎng)而言,從1958年底完全依靠中國自己力量建設(shè)起來的克拉瑪依至獨(dú)子山煉油廠長距離輸油管道算起,已經(jīng)經(jīng)歷過了60年,但目前省網(wǎng)與國家管網(wǎng)將如何共存,仍充滿未知與挑戰(zhàn)。國家管網(wǎng)公司雖將落地,但還會面臨多且復(fù)雜的問題。 氫氣管道運(yùn)輸是通過氫的輸送管,是氫基礎(chǔ)設(shè)施的一部份。
燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學(xué)反應(yīng),而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式典型的傳統(tǒng)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(chǎn)生水和熱。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的(光伏電池板、風(fēng)能發(fā)電等),整個循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。無噪聲燃料電池運(yùn)行安靜,噪聲大約只有55dB,相當(dāng)于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)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(fā)電效率可以達(dá)到50%以上,這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的,直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,不需要經(jīng)過熱能和機(jī)械能(發(fā)電機(jī))的中間變換。氫氣的燃燒產(chǎn)物又是水,一旦利用太陽能從水中制取氫氣的技術(shù)得以突破,氫氣就將成為用不盡的能源。山東附近哪里有氫氣運(yùn)輸
壓管道適合大規(guī)模、長距離的運(yùn)氫。山東附近哪里有氫氣運(yùn)輸
氫氣的用途在石化工業(yè)中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中,在氮?dú)獗Wo(hù)氣中加入氫以去除殘余的氧。用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑。由于氫的高燃料性,航天工業(yè)使用液氫作為燃料。氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體,和氟氣、氯氣、氧氣、一氧化碳以及空氣混合均有的危險(xiǎn)。山東附近哪里有氫氣運(yùn)輸
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