隨著燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其上游氫能產(chǎn)業(yè)也得到了迅速的發(fā)展,但氫能產(chǎn)業(yè)目前還面臨著生產(chǎn)、運(yùn)輸和供氫基礎(chǔ)設(shè)施缺乏等問題,其中氫氣的運(yùn)輸在整個(gè)氫能供應(yīng)鏈的經(jīng)濟(jì)、能耗性能中占有很大比重。本文主要討論氫氣運(yùn)輸?shù)膸追N方式及安全性,分析影響運(yùn)氫方式的選擇因素和未來發(fā)展趨勢(shì)。高壓氫氣運(yùn)輸分為集裝格和長(zhǎng)管拖車兩類,其中,集裝格由多個(gè)40L的、壓力為15Mpa的高壓儲(chǔ)氫鋼瓶組成,運(yùn)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(yùn)輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車中運(yùn)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(yùn)輸略多于高壓氣態(tài)長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸。管道運(yùn)輸分為氣態(tài)管道運(yùn)輸和液態(tài)管道運(yùn)輸兩類。氣態(tài)管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時(shí)流量約310~8900kg氫氣,目前該類管道總長(zhǎng)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(zhì)環(huán)境來布局管道線路;液態(tài)管道采用真空夾套絕熱技術(shù),由內(nèi)層和外層兩個(gè)等截面同心套管構(gòu)成,且兩個(gè)管套中間抽成真空狀態(tài),防止內(nèi)管內(nèi)液氫的溫度擴(kuò)散。液氫罐車在未來罐材改進(jìn)及減少液氫液化、運(yùn)輸過程中的損耗問題后,在中遠(yuǎn)距離的輸氫方面有較大前景。黑龍江生產(chǎn)工業(yè)氫氣
目前生產(chǎn)的氫幾乎完全來自化石燃料(灰色、黑色和棕色氫,分別來自天然氣和煤炭),然而由于日益上漲的碳價(jià)格,尤其是在歐洲,所有行業(yè)都面臨著越來越的脫碳?jí)毫?--尤其是石油和天然氣行業(yè)。從一個(gè)角度來看,在煉油、制氫和其他工業(yè)用途中,從灰氫/黑氫/粽氫向藍(lán)氫和綠氫的轉(zhuǎn)型,可以確保對(duì)低碳?xì)涞脑缙谛枨?,幫助氫“生態(tài)系統(tǒng)”,即支持氫作為能源載體的價(jià)值鏈,并且擴(kuò)規(guī)模。從另一個(gè)角度來看,這些也都是之后將與能源用戶爭(zhēng)奪低碳?xì)涞男彤a(chǎn)業(yè)。為了實(shí)現(xiàn)未來幾年綠氫和藍(lán)氫的產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的雄心壯志,生廠商需要更的確定性才能對(duì)規(guī)模投資和項(xiàng)目充滿信心。這將需要雄心勃勃的政策和戰(zhàn)略,多個(gè)行業(yè)同時(shí)構(gòu)建氫價(jià)值鏈的需求,并實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的預(yù)期巨增長(zhǎng)。這一增長(zhǎng)必須加速到超過對(duì)可再生電力的需求,并創(chuàng)造低成本的清潔綠氫生產(chǎn),以增加對(duì)用于儲(chǔ)能的氫需求。吉林制取工業(yè)氫氣大概價(jià)格多少單個(gè)工業(yè)氫氣鋼瓶的容積范圍為0.4~80L,鋼瓶的使用環(huán)境溫度要求為-20~60℃。
2月10日,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》,關(guān)于氫能,其中提出:推行大容量電氣化公共交通和電動(dòng)、氫能、先進(jìn)生物液體燃料、天然氣等清潔能源交通工具,完善充換電、加氫、加氣(LNG)站點(diǎn)布局及服務(wù)設(shè)施,降低交通運(yùn)輸領(lǐng)域清潔能源用能成本。我們認(rèn)為在政策持續(xù)的催化下,產(chǎn)業(yè)前景巨大。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),上游涉及氫氣制取、儲(chǔ)運(yùn)及加注等多個(gè)流程,中游為氫燃料電池及其系統(tǒng)配件的制造,氫能的下游利用途徑多種多樣,主要包括交通運(yùn)輸領(lǐng)域以及儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2020)》預(yù)測(cè),2030年中國氫氣需求量3715萬噸,在終端能源消費(fèi)中占比約為5%,氫能在交通領(lǐng)域/發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用有望快速發(fā)展
20世紀(jì)60年代,氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進(jìn)入70年代以后,隨著人們不斷地掌握多種先進(jìn)的制氫技術(shù),很快,氫燃料電池就被運(yùn)用于發(fā)電和汽車。大型電站,無論是水電、火電或核電,都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng),由電網(wǎng)輸送給用戶。但由于各用電戶的負(fù)荷不同,電網(wǎng)有時(shí)呈現(xiàn)為高峰,有時(shí)則呈現(xiàn)為低谷,這就會(huì)導(dǎo)致停電或電壓不穩(wěn)。另外,傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)這些龐大的設(shè)備上,燃燒時(shí)還會(huì)消耗大量的能源和排放大量的有害物質(zhì)。而使用氫燃料電池發(fā)電,是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,不需要進(jìn)行燃燒,能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)60%~80%,而且污染少、噪音小,裝置可大可小,非常靈活。氫的化學(xué)特性活躍,它可同許多金屬或合金化合。某些金屬或合金吸收氫之后,形成一種金屬氫化物,其中有些金屬氫化物的氫含量很高,甚至高于液氫的密度,而且該金屬氫化物在一定溫度條件下會(huì)分解,并把所吸收的氫釋放出來,這就構(gòu)成了一種良好的貯氫材料。管道運(yùn)氫盡管前期成本大,但在長(zhǎng)距離、大規(guī)模的氫氣運(yùn)輸中,運(yùn)輸效率、成本十分具有勢(shì)。
在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,燃料電池的催化劑、質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵材料與零部件也還需要加強(qiáng)研發(fā),以提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。此外,我國加氫站也還面臨著建設(shè)緩慢且多數(shù)虧損的狀況。加氫站建設(shè)場(chǎng)地、建設(shè)成本、運(yùn)營成本、安全性等問題一直得不到有效解決,還需要進(jìn)一步探索解決。氫能與燃料電池長(zhǎng)期的發(fā)展面臨著高昂的加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本及氫能生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)等使用環(huán)節(jié)產(chǎn)生的安全問題和成本問題。日本燃料電池汽車**在采訪時(shí)就表示阻礙燃料電池汽車發(fā)展的并非價(jià)格及成本問題,而是加氫基礎(chǔ)設(shè)施的問題,制造一臺(tái)燃料電池汽車并不困難,難的是如何建造和布局燃料電池加氫網(wǎng)絡(luò)。氫能發(fā)展?jié)摿υ絹碓奖粐H認(rèn)可,歐美日韓等地區(qū)和國家積極制定支持氫能投資政策。環(huán)保工業(yè)氫氣多少錢
壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是目前成熟、成本的儲(chǔ)氫方式,是現(xiàn)階段主要應(yīng)用的儲(chǔ)氫技術(shù)。黑龍江生產(chǎn)工業(yè)氫氣
氫氣目前主要通過長(zhǎng)管拖車、管道輸送和液氫槽車三種方式運(yùn)輸。長(zhǎng)管拖車由車頭和拖車組成。長(zhǎng)管拖車到達(dá)加氫站后,車頭和管束拖車可分離,所以管束也可用作輔助儲(chǔ)氫容器。目前常用的管束一般由直徑約為,長(zhǎng)約10m的鋼瓶組成,其設(shè)計(jì)工作壓力為20MPa,約可充裝氫氣3500標(biāo)準(zhǔn)m3。長(zhǎng)管拖車是國內(nèi)加氫站氫氣運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑瑢錃庥僧a(chǎn)地運(yùn)往加氫站,通過站內(nèi)的壓縮系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加注系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的加注。運(yùn)輸過程中對(duì)安全性要求較高,存在著高壓氣氫運(yùn)輸效率低、成本較高的缺陷,在距離200km時(shí)運(yùn)氫成本高達(dá)11元/kg左右,與煤制氫成本相當(dāng),適用于運(yùn)輸距離較近、輸送量較低的用戶。管道輸送方式送以高壓氣態(tài)或液態(tài)氫的管道輸送為主,通過管道“摻氫”和“氫油同運(yùn)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、規(guī)模的輸氫。管道輸送可有效降低氫氣運(yùn)輸成本,但是前期投資,建設(shè)難度高,適和點(diǎn)對(duì)點(diǎn),規(guī)模的氫氣運(yùn)輸。黑龍江生產(chǎn)工業(yè)氫氣