2月10日,国家发改委、国家能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,关于氢能,其中提出:推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具,完善充换电、加氢、加气(LNG)站点布局及服务设施,降低交通运输领域清洁能源用能成本。我们认为在政策持续的催化下,产业前景巨大。氢能产业发展进入快车道氢能产业链较长,上游涉及氢气制取、储运及加注等多个流程,中游为氢燃料电池及其系统配件的制造,氢能的下游利用途径多种多样,主要包括交通运输领域以及储能、工业等领域。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量3715万吨,在终端能源消费中占比约为5%,氢能在交通领域/发电等领域的应用有望快速发展液态储氢及储氢材料储氢方式在储氢密度、储氢量、安全性方面都于压气态储氢。上海工业氢气运输方式

“氢”的发现早在16世纪,瑞士科学家帕拉塞尔斯发现把铁放入硫酸中,会产生一种特殊的气体。1766年,英国化学家和物理学家卡文迪许使用多种金属重复了帕拉塞尔斯的实验,将氢气收集起来并研究其性质。因此,在化学史上,人们把氢元素的发现这一项重大成就,主要归功于卡文迪许。在工业上的分类工业上,根据中国国家标准《工业氢》GB/T3634-1995,氢气可分为高纯氢(99.999%)、纯氢(99.99%)、普氢(99.9%)三种。天然气重整制氢(SMR),工艺描述:天然气经过压缩,进入转化炉加热,而后进入反应炉,在催化剂的作用下,发生蒸汽转化反应和一氧化碳变换反应,产生含氢量约为70~90%的混合气,经过变压吸附提纯得到不同纯度的氢气产品。反应公式:CH4+H2O→CO↑+3H2↑CO+H2O→CO2↑+H2↑,适用规模:2000-10000Nm3/h,特点:工艺稳定,适合大规模制氢;前期投资较大,成本稳定(管道天然气);天然气既作原料,又做燃料。四川液氢气运输管道运输是具有发展潜力的成本运氢方式。

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,,液氢运输多用车船等运输工具,氢气用量大时一般采用管道输送。估算当运输距离为50km时,长管拖车的运输成本为(³),运输距离为500km时,运输成本高达(³),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。估算当管道运能利用率达到百分之100时,输送距离为100km,运氢成本为(³),差不多是同等距离下气氢拖车成本的1/5,但当管道运能利用率为20%时,管道运输成本和气氢拖车运输成本相当。液氢运输成本对距离变动比较不敏感,估算运输距离为50-500km时,液氢运输价格在(³)。综合来看,运输距离在250km以内,长管拖车的运输成本比液氢罐车成本低。
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。液氢罐车在未来罐材改进及减少液氢液化、运输过程中的损耗问题后,在中远距离的输氢方面有较大前景。

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。每瓶氢气在使用到尾气时,应保留瓶内余压在,小不得低于,应将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。四川液氢气运输
氢能尚不具备应用于储能领域的条件。上海工业氢气运输方式
20世纪60年代,氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后,随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术,很快,氢燃料电池就被运用于发电和汽车。大型电站,无论是水电、火电或核电,都是把发出的电送往电网,由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同,电网有时呈现为高峰,有时则呈现为低谷,这就会导致停电或电压不稳。另外,传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上,燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电,是将燃料的化学能直接转换为电能,不需要进行燃烧,能量转换率可达60%~80%,而且污染少、噪音小,装置可大可小,非常灵活。氢的化学特性活跃,它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后,形成一种金属氢化物,其中有些金属氢化物的氢含量很高,甚至高于液氢的密度,而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解,并把所吸收的氢释放出来,这就构成了一种良好的贮氢材料。上海工业氢气运输方式
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