
氢气如何运输才稳妥?低成本用氢关键在这里!
- 分类:行业资讯
- 发布时间:2021-08-09
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氢气如何运输才稳妥?低成本用氢关键在这里!
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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。
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
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3500Nm?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。
液氢槽罐车氢气容量高
国外气态管道应用相对较多,液态管道运输技术要求较高
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0.25~0.3m、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。
铁路和轮船上的运输需依托液氢技术
液氢铁路运输车
氢气运输方式适用性及优缺点对比
资料来源:《加氢站氢气运输方案比选》
运氢方式存在安全隐患
高压气体运输方式
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增大,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。管道使用的高强度钢如锰钢、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。
工业基础和规模化程度影响地区输氢方式
工业基础方面,主要考虑当地的配套工业,如是否有氢气液化厂、管道等;燃料电池规模化方面,随着燃料电池汽车的数量增多,需要的氢气量也随之增多,当燃料电池汽车的规模在万辆或十万辆时,每天需要的氢气量为30吨或300吨,此时如都采用高压氢气运输方式,则会造成运输车辆的调配困难,需适时的增加液氢运输车辆,且液氢运输具有一定的规模效应,运氢成本在可接受范围;当燃料电池汽车规模继续扩大时,输氢管道的规模化效应得到发挥,是更合适的输氢方式。
因此,在目前千辆级燃料电池汽车规模条件下,高压气体运氢方式是较为简单且经济的方式;当车辆到达万辆级规模时,采用液氢运输方式性价比更高,而当车辆大规模商业化后,以管道输送为主,其他方式为辅的方式更为合理。
氢气的运输在整个氢能供应链的经济、能耗和排放性能中占有很大比重;目前运氢方式主要有高压气体运输、液态氢气运输和管道运输等方式,其中国内多采用高压气态运输,国外液态运输略多,而管道非常少;运氢方式存在安全隐患,可通过适当方式降低风险;工业基础和规模化程度影响地区输氢方式。
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