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。搬运氢气钢瓶时应使用钢瓶手推车或危险品运输车,严防钢瓶碰撞和损坏。广东氢气运输方式

氢气应与氧气、毒物、放射性材料、过氧化有机物以及其它可燃材料分开存放。仓库照明、通风等设施应采用防爆型。搬运氢气钢瓶时应使用**的钢瓶手推车或危险品运输车,严防钢瓶碰撞和损坏。钢瓶瓶颈上有钢瓶检验日期,过期钢瓶应通知谱源气体到相应压力容器检验单位检验钢瓶。钢瓶使用30年后应强制报废。钢瓶氢气为高压压缩气体,使用前应给气体管道试压和试漏,确保气体管道不泄露,应配合YQQ-352或152H-125等氢气减压器减压后使用。每瓶氢气在使用到尾气时,应保留瓶内余压在,小不得低于,应将瓶阀关闭,以保证气体质量和使用安全。瓶装氢气品在运输储存、使用时都应分类堆放,严禁可燃气体与助燃气体堆放在一起,不准靠近明火和热源。 服务氢气运输共同合作100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。

必须使氢的能量密度更高才能用于运输。有三种方法可以做到这一点。氢可以被压缩,液化或化学结合。在相同能量下,压缩到800个大气压的氢气所占体积比汽油大3倍。如果车辆要携带足够的氢气以实用,则必须达到此密度。每平方英寸800巴的压力达到6吨或12,000磅。将这种压力容纳在轻型罐中非常困难。灾难性坦克故障释放的能量与相等重量的一样多。由度钢制成的储罐重量是其所含氢的100倍。使用钢制储罐的卡车或汽车不切实际,因为储罐的重量几乎是车辆的重量。由碳纤维制成的高压氢气罐可能是一种解决方案。碳纤维是用于飞机和体育用品的材料。典型的18轮半卡车载有两个90加仑的油箱,可行驶750英里。典型的4缸轿车具有18加仑的油箱,可行驶575英里。
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。估算当运输距离为50km时,长管拖车的运输成本为(³),运输距离为500km时,运输成本高达(³),考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。估算当管道运能利用率达到百分之100时,输送距离为100km,运氢成本为(³),差不多是同等距离下气氢拖车成本的1/5,但当管道运能利用率为20%时,管道运输成本和气氢拖车运输成本相当。液氢运输成本对距离变动比较不敏感,估算运输距离为50-500km时,液氢运输价格在(³)。综合来看,运输距离在250km以内,长管拖车的运输成本比液氢罐车成本低。根据站内氢气储存相态不同,加氢站又分为气氢加氢站和液氢加氢站。

长管拖车是国内普遍的运氢方式。这种方法在技术上已经相当成熟。但由于氢气密度很小,而储氢容器自重大,所运输氢气的重量只占总运输重量的1~2%。因此长管拖车运氢只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。其工作流程如下:将净化后的产品氢气经过压缩机压缩至20MPa,通过装气柱装入长管拖车,运输至目的地后,装有氢气的管束与车头分离,经由卸气柱和调压站,将管束内的氢气卸入加氢站的高压、中压、低压储氢罐中分级储存。加氢机按照长管拖车、低压、中压、高压储氢罐的顺序先后取出氢气对燃料电池车进行加注。该方法的运输效率较低。国内标准规定长管拖车气瓶公称工作压力为10-30MPa,运输氢气的气瓶多为20MPa。运输成本随距离增加大幅上升。当运输距离为50km时,氢气的运输成本,随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升。距离500km时运输成本达到。考虑到经济性问题,长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。从拆分的成本结构来看,人工费与油费是推动成本上升的主要因素。固定成本占运输成本的40%-70%,随着距离增加,其占比逐渐下降。为保证氢气供应量,加氢站所需拖车数量随着距离增加也相应增加:当距离小于50km时。目前工业上氢气的制造主要有水电解制氢气甲醇裂解制氢气、天然气裂解制氢气、氨分解制氢气等几种制造方式。四川附近哪里有氢气运输费用
氢能与燃料电池行业在氢能与燃料电池领域方面,氢气作为绿色无污染的新能源燃料,主要应用在交通领域。广东氢气运输方式
其昂贵的投资使氢气运输成本基本维持不变。当加氢站规模达到1500kg·d-1时,氢气的运输成本大约为6元·kg-1。单从运输方面的成本来看,三种运输方式中以液氢运输成本比较低,管道运输比较高。注意此液氢运输成本没有包含氢气液化及蒸发成本,氢气液化设备的投资非常巨大,一个日处理量为120t氢气的液化厂投资约为9千万美元。Syed等计算了规模为3×104kg·h-1的氢气液化成本,达到·kg-1,若考虑到此,长管拖车运输氢气的成本在目前还是比较低的。由于长管拖车运输和槽车运输技术都非常成熟,通过技术进步降低设备成本不大可能。但是今后生产规模扩大后能降低部分成本。3能耗分析氢气首先经过压缩或液化后再进行运输,这些过程都需要消耗能量。Bossel等深入地比较了压缩和液化的能耗以及氢气道路运输的能耗,可为氢气运输方式的选择提供参考。氢气的高热值为142MJ·kg-1,如果将氢气压缩到20MPa,大约消耗能量14MJ·kg-1,相当于氢气内能的10%左右。液化能耗很高,具有明显的规模效益。当液化量很少时,液化能耗甚至高于氢气的热值,当液化量达到1000kg·h-1时,液化能耗仍超过40MJ·kg-1,是低热值的30%以上。对于一般规模的液化厂,氢气液化能耗大约为压缩能耗的3倍。 广东氢气运输方式