随着燃料电池汽车产业的发展,其上游氢能产业也得到了迅速的发展,但氢能产业目前还面临着生产、运输和供氢基础设施缺乏等问题,其中氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗性能中占有很大比重。本文主要讨论氢气运输的几种方式及安全性,分析影响运氢方式的选择因素和未来发展趋势。高压氢气运输分为集装格和长管拖车两类,其中,集装格由多个40L的、压力为15Mpa的高压储氢钢瓶组成,运输较为灵活,适用于需求量小的加氢站;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。氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油三倍,而且污染少。山东哪有氢燃料电池加氢

液氢运输液氢运输安装卸压阀调节内部压力,无明火状态不构成危险。由于液氢运输的储氢装置不能完全的隔热,会造成液氢蒸发使装置内压力变大,但可在装置上安装卸压阀,调节装置内部压力,且氢气排出后扩散迅速。在户外无明火状态不会构成危险。管道运输管道运输的输氢管材料选用铝制复合材料,防止氢脆发生。管道使用的度钢如锰钢、镍钢等,若长期处于高压氢气的环境下,内部分子易受氢气分子入侵,使强度变低,但铝结构受此类影响较小,可采用铝制合金作为内层材料,降低氢脆现象。运氢成本计算在当前氢能源发展的现实情况下,氢气的运输需要基于考虑运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。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。山东哪有氢燃料电池加氢目前氢储能系统效率为电化学储能的50%左右、抽水蓄能的60%左右。

加氢站内储氢罐容量是根据需加注氢气的质量、加注频率和氢源供应状况等因素确定,储氢罐容积越,其潜在危险越,对周围建筑物、构筑物可能产生影响程度越。目前,针对日加注氢气量为1000kg 的油氢合建站,多采用离站制氢模式,站内设置固定储氢罐及可移动的长管拖车。其中,固定储氢罐储氢容量一般为 400~650kg,每辆长管拖车的储氢量为 250~460kg,卸气时间约 3~5 小时。针对燃料电池车快速发展趋势,用氢量急剧增加,为满足高峰时段氢气加注需求,需要在站停放两辆长管拖车,这样在站的氢气储氢罐总容量就超过了 1000kg,按照现有规范,油氢合建站的等级上升为一级,因此不能在城市建成区域建设。从实际需求和安全角度出发,可以将三级加氢站的罐容总量适当提高到 2000kg,单罐容量仍然不超过 500kg。
氢燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和隔膜四部分组成,结构与一般的电池基本相同,不同的是后者的活性物质贮存在电池内部,导致电池的容量受限。而燃料电池的阳极和阴极本身并不包含活性物质,只作为催化元件使用,所以原则上只要氢气和氧气不断输入,氢燃料电池就能持续发电。原理方面,氢气和氧气分别从外部输入氢燃料电池的阳极和阴极,阳极的氢气经过催化剂作用,生成氢离子和电子,失去电子的氢离子穿过隔膜终到达阴极,其化学方程式为H2=2H++2e-,氢离子到达阴极后,与阴极的氧气和电子重新结合为水,其化学方程式为2H++1/2O2+2e-=H2O,整个过程的总反应为H2+1/2O2=H2O。氢气有易燃易爆性,容易发生,所以纯氢有一定危险性。

氢能源是一种二次能源,它是通过一定的方法利用其它能源所制取出来的。氢能源是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。我国已在氢能领域取得了多方面的进展,并有望成为氢能技术和应用的国家之一。氢能源产业链上游是氢气的制备,主要技术方式有传统能源的热化学重整、电解水和光解水等;中游是氢气的储运环节,主要技术方式包括低温液态、高压气态和固体材料储氢;下游是氢气的应用,氢气应用可以渗透到传统能源的各个方面,包括交通运输、工业燃料、发电等,主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体(由于氢气具有可燃性,安全性不,飞艇现多用氦气填充)。山东哪有氢燃料电池加氢
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。山东哪有氢燃料电池加氢
随着燃料电池汽车产业的发展,其上游氢能产业也得到了迅速的发展,但氢能产业目前还面临着生产、运输和供氢基础设施缺乏等问题,其中氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗性能中占有很大比重。加氢站按制氢地点可分为外供氢加氢站和站内制氢加氢站,而对于外供氢加氢站,氢气的运输是重要的一环,目前主要有高压气体运输、液态氢气运输和管道运输等方式。高压氢气运输以长管拖车为主:高压氢气运输分为集装格和长管拖车两类,其中,集装格由多个40L的、压力为15Mpa的高压储氢钢瓶组成,运输较为灵活,适用于需求量小的加氢站;长管拖车结构为车头部分和拖车部分,前者提供动力,后者主要提供存储空间,由9个压力为20Mpa、长约10m的高压储氢钢瓶组成,可充装约3500Nm³氢气,且拖车在到达加氢站后车头和拖车可分离,运输技术成熟、规范较完善,国内的加氢站目前多采用此类方式运输。山东哪有氢燃料电池加氢
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