最全燃料電池系列科普報告(制氫、儲運、燃料電池系統(tǒng)、混合動力)
燃料電池系列科普報告----制氫我國燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入加速期,為燃料電池汽車商業(yè)化做好充分準(zhǔn)備。加氫基礎(chǔ)設(shè)施是燃料電池發(fā)展的重要保障,氫氣的低成本輸運也是需要重點攻克的難題,適合燃料電池汽車的高
燃料電池系列科普報告----儲運
我國燃料電池基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)入加速期,為燃料電池汽車商業(yè)化做好充分準(zhǔn)備。加氫基礎(chǔ)設(shè)施是燃料電池發(fā)展的重要保障,氫氣的低成本輸運也是需要重點攻克的難題,適合燃料電池汽車的高純度氫氣來源也是重要問題。
此前的系列科普中,已經(jīng)介紹了氫氣的制取。在本文中,將會為大家介紹氫氣制成后的儲運問題,其中包括管道運輸與專用車輛運輸兩個部分,并介紹我國加氫站的發(fā)展?fàn)顩r。
思考的問題:
1、氫氣制成后,主要的儲運方式有哪些?
2、各方法發(fā)展現(xiàn)狀與成本如何?
3、不同的方法是否與加氫站的多少有關(guān)?加氫站的建設(shè)情況如何?
重要結(jié)論
氫氣儲運的關(guān)鍵問題在于安全性及成本問題。目前來看,管道運輸與特殊車輛運輸是性價比較高的兩種儲運方式。從實際應(yīng)用上看,長距離運輸更適宜使用管道運輸,而特殊車輛運輸,如魚雷車等,更加適合于短距離氫氣的運輸。但不論哪種運輸方式,其成本與發(fā)展都與加氫站的建設(shè)有很大的關(guān)系,我國正努力加快加氫站的建設(shè)。
1、氫氣的主要儲存及運輸方式
氫氣運輸一直是阻擋氫燃料運用的一個重大障礙。由于氫氣極小的密度以及易燃易爆的特性,現(xiàn)場生產(chǎn)就地使用是最佳的方式。但由于低成本、小規(guī)模、靈活分部的制氫方式尚未實現(xiàn),作為汽車燃料的氫氣需要進(jìn)行貯運。氫的貯運方式主要有氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運和金屬氫化物貯運。其中前三者是傳統(tǒng)的儲氫方法,各具有其優(yōu)缺點。目前加氫站普遍采用的是利用長管拖車貯運高壓氣態(tài)氫氣。
不同的儲運方式,運輸成本與成本又有所不同。如氣氫拖車是未來一段時間內(nèi)的主要運輸方式。以200Km運輸距離和每天10噸的運輸規(guī)模來看,成本可達(dá)到2.02元/Kg;管道運輸運營成本低,運輸規(guī)模龐大,但投資成本高,且只能點對點,難以成為主流;液氫罐車是未來的重要方向,運輸能力是氣氫拖車的10倍以上,成本隨規(guī)模上升而下降。
2、氫氣儲運—管道運輸
2.1管道運輸概況分析
雖然管道運輸只能做到點對點,但對于大量、長距離的氫氣輸送來說,管道運輸仍然是最有效的方法。氫氣的長距離管道輸送已有60余年的歷史。目前,全球用于輸送工業(yè)氫氣的管道總長已超過1000公里,直徑0.25-0.3m,操作壓力一般位1-3MPa,輸氣量310-8900Kg/h,其中德國擁有208公里,法國空氣液化公司在比利時、法國、新西蘭擁有880公里,美國也已達(dá)到720公里。
國內(nèi)首條氫氣專用運輸管道,如石化洛陽煉化濟(jì)源至洛陽氫氣輸送管道工程,于2015年10月竣工完成。線路水平長度為25公里,年輸氣量10.04萬噸。管道沿線地形以丘陵為主,地勢起伏較大,管道沿線頂箱涵穿越鐵路2處,頂管穿越省級高速公路1處、等級公路5處,定向鉆穿越?jīng)_溝2次、穿越河流1次。
實際上,目前的天然氣管道就可用于輸送氫氣和天然氣的混合氣體,也可經(jīng)過改造輸送純氫氣,這主要取決于鋼管財智中的含碳量,盡量使用含碳量低的材料制成的管道來運輸氫氣,減少因氫脆現(xiàn)象而導(dǎo)致的氫氣逃逸。
2.2管道運輸成本分析
分別對加氫站數(shù)量為1個、4個、8個、16個共四種情況計算氫氣運輸成本。假設(shè)加氫站距離氫源點的距離一定,經(jīng)過試驗?zāi)M可知,氫氣的運輸成本隨著每個加氫站規(guī)模的增加而迅速減少,但三條曲線基本重疊,說明加氫站數(shù)量的增加并不減少氫氣運輸成本,其原因是增加加氫站需要另外鋪設(shè)氫氣管道,其昂貴的投資使氫氣運輸成本基本維持不變。根據(jù)結(jié)果可知,當(dāng)加氫站規(guī)模達(dá)到1500Kg/d時,氫氣的運輸成本大約為6元/Kg。
3、氫氣儲運—魚雷車
在所有元素中,氫的重量最輕,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,它的密度為0.0899g/L,氣態(tài)壓縮高壓儲氫是最普通最直接的儲氫方式,通過減壓閥即可將氫氣排除和調(diào)節(jié)排氣量的大小。
氣氫魚雷拖車是未來一段時間內(nèi)的主要運輸方式。以200Km運輸距離和每天10噸的運輸規(guī)模來看,成本可達(dá)到2.02元/Kg;大部分成本來自于壓縮/液化設(shè)備、存儲設(shè)備的投資,對于氫氣的短途運輸,是一個非常不錯的選擇。
按照同樣的成本分析方法,經(jīng)過分析,當(dāng)加氫站數(shù)量少時,運輸成本可高達(dá)4.7元/Kg。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)。
4、氫氣儲運基礎(chǔ)設(shè)施—加氫站的建設(shè)
加氫站的建設(shè)不僅與氫氣儲運緊密相關(guān),而且與燃料電池車的使用也有著密不可分的聯(lián)系。目前,我國現(xiàn)有加氫站數(shù)量稀少,且沒有長期規(guī)劃。據(jù)介紹,國內(nèi)加氫站僅有4個,分別是2006年建成的北京加氫站,2008年建成的上海安亭加氫站,2011年建設(shè)了簡易的加氫站,2015年最新建成的鄭州宇通加氫站。上海安亭加氫站始建于2007年11月,該站主要采用外供氫氣,加注壓力為35MPa,存儲壓力為43.8MPa,存儲容量為800公斤。截至2015年6月,安亭加氫站累計加注6013次,加注總量為10216公斤。
雖然我國目前尚未制定加氫站建設(shè)規(guī)劃,隨著世界各國都啟動了加氫站建設(shè),可以預(yù)測我國在補(bǔ)貼燃料電池汽車的同時也將進(jìn)行積極的加氫站布局。
在燃料電池汽車遠(yuǎn)遠(yuǎn)未普及的當(dāng)下,國務(wù)院已經(jīng)為加氫站的設(shè)計建造和氫氣的運輸存儲都制訂了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),為未來燃料電池汽車基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)打好基礎(chǔ)。
總結(jié)
目前的氫氣輸運方法中,公路運輸?shù)母脑斐杀咀钚。彩侨毡菊诓捎玫姆椒ǎ哂休^強(qiáng)的借鑒意義。管道伴輸如果成功,將可以極大降低氫氣的運輸成本,但是目前看距離實際應(yīng)用仍有一定距離。
責(zé)任編輯:lixin
免責(zé)聲明:本文僅代表作者個人觀點,與本站無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
我要收藏
点个赞吧
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設(shè)計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設(shè)備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng)
-
新基建助推 數(shù)據(jù)中心建設(shè)將迎爆發(fā)期
2020-06-16數(shù)據(jù)中心,能源互聯(lián)網(wǎng),電力新基建 -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)下看電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)變現(xiàn)之路
2019-11-12泛在電力物聯(lián)網(wǎng) -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯(lián)網(wǎng)案例
-
新基建之充電樁“火”了 想進(jìn)這個行業(yè)要“心里有底”
2020-06-16充電樁,充電基礎(chǔ)設(shè)施,電力新基建 -
燃料電池汽車駛?cè)雽こ0傩占疫€要多久?
-
備戰(zhàn)全面電動化 多部委及央企“定調(diào)”充電樁配套節(jié)奏
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設(shè)計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設(shè)備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業(yè)發(fā)展
-
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng) -
5G新基建助力智能電網(wǎng)發(fā)展
2020-06-125G,智能電網(wǎng),配電網(wǎng) -
從智能電網(wǎng)到智能城市