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。1.集裝格集裝格是采用鋼結(jié)構(gòu)框架將10-16只容積40L的單瓶集裝在一起采用常規(guī)車輛進(jìn)行運(yùn)輸,鋼瓶壓強(qiáng)可以達(dá)到15-20Mpa。由于鋼瓶自重較大,運(yùn)輸氫氣的重量*占鋼瓶重量的,運(yùn)輸效率低下,成本高。但集裝格操作簡單,運(yùn)輸方式靈活,適合于短距離、少量需求的供應(yīng)。2.集裝管束集裝管束運(yùn)輸車(tubetrailer)也稱為管狀集裝箱,是將多只(通常6-10只左右)大容積無縫高壓鋼瓶通過瓶身兩端的支撐板固定在框架中構(gòu)成,采用大型拖車運(yùn)輸。集裝管束前端配備安全倉,其中設(shè)置爆破片安全泄放裝置,后端為操作倉中配置測溫、測壓儀表及控制閥門和存放氣管路系統(tǒng)。國內(nèi)主要生產(chǎn)商中集安瑞科生產(chǎn)的集裝管束承受壓力20Mpa,每次可裝載氫氣約4000Nm3,重約460kg。3.管道運(yùn)輸管道運(yùn)輸通過在地下埋設(shè)無縫鋼管系統(tǒng)進(jìn)行氫氣輸送,管道內(nèi)氫氣壓力一般4Mpa,輸送速度可達(dá)到20m/秒。管道運(yùn)輸具有速度快、效率高的優(yōu)點(diǎn),但初始投資較高。目前,氫氣管道在美國及歐洲采用較多,我國國內(nèi)則相當(dāng)少見。我國已知有一定規(guī)模的管道項目有兩個:濟(jì)源-洛陽(25km)及巴陵-長嶺(43km)兩個。氫氣是相對分子質(zhì)量小的物質(zhì),主要用作還原劑。天津哪些氫氣運(yùn)輸鄭重承諾
必須使氫的能量密度更高才能用于運(yùn)輸。有三種方法可以做到這一點(diǎn)。氫可以被壓縮,液化或化學(xué)結(jié)合。在相同能量下,壓縮到800個大氣壓的氫氣所占體積比汽油大3倍。如果車輛要攜帶足夠的氫氣以實(shí)用,則必須達(dá)到此密度。每平方英寸800巴的壓力達(dá)到6噸或12,000磅。將這種壓力容納在輕型罐中非常困難。災(zāi)難性坦克故障釋放的能量與相等重量的一樣多。由度鋼制成的儲罐重量是其所含氫的100倍。使用鋼制儲罐的卡車或汽車不切實(shí)際,因?yàn)閮薜闹亓繋缀跏擒囕v的重量。由碳纖維制成的高壓氫氣罐可能是一種解決方案。碳纖維是用于飛機(jī)和體育用品的材料。典型的18輪半卡車載有兩個90加侖的油箱,可行駛750英里。典型的4缸轎車具有18加侖的油箱,可行駛575英里。福建固體氫氣運(yùn)輸儲氫可分為壓氣態(tài)儲氫、溫液態(tài)儲氫、有機(jī)液態(tài)儲氫、固態(tài)儲氫。
氫是化學(xué)元素周期表中的個元素,氫氣是自然界已知的小的分子,一般以氣體狀態(tài)存在,氫氣因?yàn)榉肿恿啃∷员瓤諝廨p,可以充成氫氣球作為運(yùn)載和飛行工具,氫氣運(yùn)動速度快,身透力強(qiáng),高溫高壓下可以穿透十幾厘米厚的鋼板。穿透力強(qiáng)是氫氣一個重要特點(diǎn),因?yàn)檫@個特點(diǎn),氫氣比較難以儲存,因此將氫氣溶解在水里以后,如果想長期保持氫水里的氫氣濃度,需要用鋁合金材料來制作包裝,其他鋼材和玻璃、塑料等都不能防止氫氣逃逸。另外一個方面,因?yàn)闅錃夥浅P『痛┩噶?qiáng),它進(jìn)入人體以后非常容易到達(dá)身體的各個部位及組織細(xì)胞內(nèi)部,比如氫氣可以到達(dá)細(xì)胞內(nèi)的線粒體等細(xì)微結(jié)構(gòu),從根本上調(diào)整細(xì)胞狀態(tài),這個自然界小的分子優(yōu)勢是很多藥物無法實(shí)現(xiàn)的。
氫氣壓縮的部分能量在加氫站內(nèi)還可以加以回收利用,比如利用長管拖車與儲氫罐的壓差為儲氫罐自然充氣。但是氫氣液化的能量在固定儲氫容器和液氫運(yùn)輸管網(wǎng)上無法利用,被白白浪費(fèi)。在運(yùn)輸距離為500km時,運(yùn)輸壓力為20MPa的氫氣消耗30%的車載能量,而運(yùn)輸液氫消耗4%左右的車載能量,因此,長距離宜采用液氫運(yùn)輸。氫氣運(yùn)輸安全性對于長管拖車,主要的危險特征是高壓。美國的長管拖車根據(jù)DOT一3AA/3AAX壓縮氣體運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,安全系數(shù)達(dá)到;很多廠家生產(chǎn)的長管拖車還符合美國E-8009特殊標(biāo)準(zhǔn),采取限定氣瓶操作壓力和限制鋼種和控制雜質(zhì)含量等措施,提高氣瓶運(yùn)輸安全。從運(yùn)輸壓力上來說,長管拖車運(yùn)輸壓力一般不超過20MPa,且都裝有卸壓閥,充分保證運(yùn)輸?shù)陌踩浴姆ㄒ?guī)上說,上海危險氣體運(yùn)輸法規(guī)規(guī)定在氣溫大于30℃時,能在夜間運(yùn)輸,這都降低了長管拖車運(yùn)輸?shù)奈kU性。因此,盡管長管拖車存在危險特征,但可通過合理方式降低風(fēng)險。對于液氫運(yùn)輸由于容器不能完全絕熱和氫氣自身的正氫/仲氫轉(zhuǎn)化放熱,液氫會不斷蒸發(fā),使容器內(nèi)壓力越來越高,形成危險特征。但是槽車系統(tǒng)上安裝卸壓閥,保證容器內(nèi)壓力不超過極限值。同時由于氫氣良好的逃逸性。 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。
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。 目前,氫氣作為燃料與天然氣相比還沒有足夠規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施??孔V的氫氣運(yùn)輸價格表
在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造過程中,在保護(hù)氣中加入氫氣以去除殘余的氧,防止氧化的發(fā)生。天津哪些氫氣運(yùn)輸鄭重承諾
當(dāng)加氫站數(shù)量少時,運(yùn)輸成本可高達(dá)·kg-1。隨著加氫站數(shù)量的增加和加氫站規(guī)模的增大,成本逐漸降低。但是在加氫站數(shù)量較少時,成本在下降過程中出現(xiàn)波動,這與長管拖車?yán)眯视嘘P(guān),例如當(dāng)加氫站規(guī)模750kg·d-1時,長管拖車處于高負(fù)荷工作狀態(tài),但當(dāng)規(guī)模增加到900kg·d-1時,由于需要增加管束,降低長管拖車總體負(fù)荷強(qiáng)度,利用率降低,所以運(yùn)輸成本上升。當(dāng)加氫站網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量達(dá)到8個后,運(yùn)輸成本逐漸穩(wěn)定在·kg-1。圖2是液氫的運(yùn)輸成本??煽吹剑S著加氫站數(shù)量和規(guī)模的增加,液氫的運(yùn)輸成本快速降低。液氫槽車運(yùn)輸氫氣的比較低成本為·kg-1,將近為長管拖車的1/6。圖3是氫氣通過管道運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸成本,管道的運(yùn)輸距離也為50km??煽吹?,氫氣的運(yùn)輸成本隨每個加氫站規(guī)模的增加而迅速減少,但是三條曲線基本重疊,說明加氫站數(shù)量的增加并不減少氫氣運(yùn)輸成本,其原因是增加加氫站需要另外鋪設(shè)氫氣管道。 天津哪些氫氣運(yùn)輸鄭重承諾