当前氢能产业已经进入快速发展阶段。2021年,全球氢气产量约为每年7000万吨。中国是世界上比较大的氢气生产国,每年产量2200万吨,约占世界产量的三分之一。但由于氢气体积能量密度极低且液化困难,其运输成本远远超过石油及天然气等传统燃料,达到交货成本的6%左右。而且随着规模经济与技术进步导致的制氢成本下降,运输成本的比重还会不断增加。氢气的输运包括工业钢瓶、集装格、长管拖车、气体管道、液态氢气、有机液体、储氢合金等方法。单个工业氢气钢瓶的容积为40L,压力为15MPa,储氢为0.5kg。集装格由9~20个氢气钢瓶组成,储氢3~10kg,主要是实验室规模的氢气输运。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。管道运输可以长距离运输大量氢气,在工业领域特别有利。山东氢气运输厂家供应
氢气用作汽车能源的主要优点,来源非常丰富。氢是宇宙中含量丰富的元素之一。氢可由水电解而成,水的资源极其丰富。也可以以天然气、煤、硫化氢为原料制取。污染很少。氢气燃料是不含碳的燃料,废气中的主要成分是氢燃烧后的生成物H2O、空气中的N2、燃烧后空气中剩余的O2以及在高温下生成的NOx。没有汽油车及柴油车所排出的令人困扰的CO、HC以及微粒、铅、硫等有害物质,不会诱发光化学烟雾,也没有导致地球温室效应的CO2。热效率高。氢的火焰传播速度比汽油高许多,氢是气态燃料,混合气形成质量好、分配均匀,加之火焰传播速度高,允许采用较稀的混合气;氢的自燃温度比汽油高,抗爆性好,允许有较高的压缩比,使得燃烧热效率较高,燃料消耗率较低。黑龙江化工氢气运输常温常压下,氢气是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。
氢气是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。而氢气的燃烧产物又是水,一旦利用太阳能从水中制取廉价氢气的技术得以突破,氢气就将成为取之不尽用之不竭的能源。氢气燃烧时放出的热量比同质量的汽油高三倍,而且污染少。液态氢是一种高能燃料,可供发射火箭、宇宙飞船使用。因此氢气是一种很有发展前途的燃料。利用氢气可以从含氧化合物中夺取氧的性质,冶金工业可以冶炼金属。例如,在工业和民用工业上都很重要的金属钨、钼等,就是利用氢气炼制出来的。用氢气冶炼金属钨的化学方程式如下:WO3+3H2W+3H2O根据同样的道理,电子工业可以利用氢气来制取半导体材料——高纯硅。氢气也是重要的化工原料。例如,可以利用氢气来制造氨(NH3),并进一步制造化肥。也可以用氢气制造盐酸,把液态植物油制成人造黄油等。氢气还是一种理想的燃料。氢气的资源非常丰富,水就是氢的仓库。而氢气的燃烧产物又是水。
对于管道运输一个很重要的安全问题是氢脆。如锰钢、镍钢以及其它钢,若长期暴露在氢气中,尤其在高温高压下,其强度会降低,导致失效。但是铝和一些合成材料,就不会发生氢脆,因此通过选择合适的材料,可降低因氢脆产生的安全风险。上海加氢站氢气运输方案的选择到2010年加氢站的规模都较小。采用槽车液氢运输的成本为·kg-1,远低于采用长管拖车运输的成本约为·kg-1,但考虑到氢气液化厂投资大,氢气液化消耗氢气热值30%以上,经济性较差,更重要的是上海还没有液氢工业基础,因此液氢运输不适合近期加氢站的发展。同样,由于氢气流量低,铺设管道投资大,因此综合比较来看,2010年前加氢站采用长管拖车运输氢气更符合实际。当燃料电池汽车的数量逐渐增长到万辆级、十万辆级,每天的氢气消耗也逐渐增长到30t和300t,加氢站的数量达到上百座,部分站的规模也较大。若全部采用长管拖车运输,由于长管拖车过多造成调配困难,此时可考虑建立氢气液化示范厂,且液化厂已经具有规模经济性,采用液氢输送优势明显。另外还可考虑铺设管道为氢源点附近的加氢站网络输送氢气,对规模较小的加氢站仍可采用长管拖车运输。 低压氢气的管道运输在欧洲和美国已有70多年的历史。
氢气用作汽车能源的主要问题,成本高。地球上氢气储量固然丰富。 但以目前的技术,制取氢的成本太高。用电解水的方法制取氢,是目前工业上主要的生产氢气的方法,如果用这种方法制取氢气,再把氢气用作汽车燃料,从能源效率上来讲是不合算的。储带不便。氢气在汽车上的储带十分不便。气态储带,能量密度低的缺点很突出,如果要求氢气汽车与汽油汽车保持同样的行驶里程,则储气罐的体积约为汽油油箱的20倍;这对解决必要的行驶里程相当困难;液态储带要求-253℃的温,需要采用隔热的油箱,且有蒸发损失,成本很高;金属氢化物储带(即气态氢在200~250个大气压下与某种金属化合,形成几毫米大小的固体金属氢化物,把这种金属氢化物带在汽车上,使用时将其加热分解,释放出氢气供内燃机燃烧,剩余金属可再次与氢气化合,循环使用)方式进展较大,似有更好的前景。动力性较差。氢气虽然热效率高,但其密度很小,在气缸中将挤占相当一部分容积,影响空气量,反过来也影响了氢气量。此外,氢的单位质量热值虽然高,但单位容积热值低。这都会影响氢气发动机的动力性。目前氢储能系统效率为电化学储能的50%左右、抽水蓄能的60%左右。广西附近氢气运输批发厂家
利用氢气可以从含氧化合物中夺取氧的性质,冶金工业可以冶炼金属。山东氢气运输厂家供应
低温液态存储低温液态存储技术是一种可以代替高压储气的有效方法。它可显著提高氢气以气态化合物储存时不理想的体积密度值。在很高的压力(700bar)作用下,气态氢气的质量密度不到40kg/m³,而液态的质量密度大约是70kg/m³。然而,需要考虑一些安全和制造方面的问题来对这项技术进行分析。3.固体材料存储根据形成氢载体的原理不同,可以把固体材料储氢分为物理吸附储氢和化学氢化物储氢。物理吸附储氢某些金属可以用作储氢介质,因为某些金属或合金在加热后能吸收氢并释放,从而产生所谓的金属氢化物。从理论上讲,这是氢与金属合金或金属之间的反应,金属氢化物是简单的储氢过程之一。有不少种金属元素可以储存氢气。山东氢气运输厂家供应