日本大型工程與建設企業千代田化工建設公司將涉足氫氣銷售業務,將憑借常溫常壓儲運技術解決氫氣運輸難的問題。不僅是燃料電池車,日本在氫氣流通領域也瞄準了世界標準的寶座。氫氣是備受期待的新一代能源。豐田汽車公司和本田技研工業公司都宣布將在2015年向市場投放燃料電池車(FCV),氫社會的到來近在眼前。但課題依然存在,那就是氫氣不易儲運。要想把氫氣轉化成運輸效率高的液體,必須達到零下250度左右的溫度,保持氣體狀態的話就需要高壓儲藏。因為需要特殊的運輸及儲藏設備,建設氫基礎設施的難度很大,成了推進氫社會的瓶頸。千代田化工建設瞄準的目標就是解決這個難題,力爭成為氫社會的主角。該公司成功開發出了在使用甲苯使氫氣液化后,能夠高效從液氫中提取出氫氣的特殊催化劑。利用這一技術,氫就能夠像汽油一樣在常溫常壓下運輸,實現對現有設備的充分利用。這個業務超出了傳統工程與建設公司的經營范圍。千代田化工的社長澀谷省吾說:“我們不僅要建設脫氫工廠等各種設施,今后還將開展氫氣零售業務。”千代田化工將構建將液化氫從中東和亞洲的產油國運到日本,在日本的脫氫工廠分離氫氣的業務。該公司預定在2014財年(截至2015年3月)內。 大規模使用氫氣,需要運輸和配送基礎設施,將氫氣生產場地與用戶連接起來。寧夏濱化氫氣運輸
氫氣輸送是氫能利用的重要環節。一般而言,氫氣生產廠和用戶會有一定的距離,這就存在氫氣輸送的需求。按照氫在輸運時所處狀態的不同,可以分為氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送。其中前兩者是目前正在大規模使用的兩種方式。根據氫的輸送距離、用氫要求及用戶的分布情況,氣氫可以用管網,或通過高壓容器裝在車、船等運輸工具上進行輸送。管網輸送一般適用于用量大的場合,而車、船運輸則適合于量小、用戶比較分散的場合。液氫、固氫輸運方法一般是采用車船輸送。氫氣的輸送之所以效率低,原因在于儲氫密度太低。目前各種輸送氫氣的方法實際是輸送儲存的氫。如果儲氫密度提高了,輸送氫氣的效率自然也就提高。現在科學家大膽設想氫一電共同輸送,可望大幅度提高能量輸送效率。該設想是在特大規模的太陽能發電中心,人們首先利用光伏光電或太陽能熱發電獲得大量的電力,再利用這些可再生能源獲得的清潔電力,電解水制氫,繼而液化氫氣得到液氫。利用多層同軸電纜,同時輸送液氫和電。電纜中心輸送液氫。寧夏濱化氫氣運輸電子工業可以利用氫氣來制取純硅這種半導體材料。
傳統行業氫氣作為一種工業氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有應用。如在煉油工業中,氫氣被用于燃料油、石油煉制等的加氫精制來提高油品的質量。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造過程中,在保護氣中加入氫氣以去除殘余的氧,防止氧化的發生。氫能與燃料電池行業在氫能與燃料電池領域方面,氫氣作為綠色無污染的新能源燃料,主要應用在交通領域,如氫燃料電池汽車、氫燃料電池船舶、氫動力航空等方面。其中,氫燃料電池乘用車、公交車、叉車已經投入市場。如北上廣深等大城市均投入使用氫燃料電池公交車,行駛過程中無二氧化碳排放,比傳統汽油內燃機車更環保。氫氣屬于危險化學品、具有易燃易爆的特點,因此在氫氣供應的過程中,聯悅以“安全第一”為首要原則,做到“多檢查、多記錄”來確保客戶的安全供氣。氫氣供應方式主要分為鋼瓶供應和管束車供應。每個鋼瓶的氫氣容量大約為5~9方,16個鋼瓶為1瓶組,每輛貨車裝8-14組,即每車可裝氫氣約為600~2000方,適合用氣量較小的用戶;而氫氣管束車每車可裝約5,000~7000方氫氣,適合于用氣量較大的企業。
液氫運輸液氫運輸安裝卸壓閥調節內部壓力,無明火狀態不構成危險。由于液氫運輸的儲氫裝置不能完全的隔熱,會造成液氫蒸發使裝置內壓力變大,但可在裝置上安裝卸壓閥,調節裝置內部壓力,且氫氣排出后擴散迅速。在戶外無明火狀態不會構成危險。管道運輸管道運輸的輸氫管材料選用鋁制復合材料,防止氫脆發生。管道使用的度鋼如錳鋼、鎳鋼等,若長期處于高壓氫氣的環境下,內部分子易受氫氣分子入侵,使強度變低,但鋁結構受此類影響較小,可采用鋁制合金作為內層材料,降低氫脆現象。運氫成本計算在當前氫能源發展的現實情況下,氫氣的運輸需要基于考慮運輸過程的能量效率、氫的運輸量、運輸過程氫的損耗和運輸里程。氫氣管道運輸是通過氫的輸送管,是氫基礎設施的一部份。
氫以其純凈形式不燃燒碳,不產生熱灰燼,并且幾乎沒有輻射熱。氫極易燃,但是當氫泄漏時,它會迅速上升到大氣中,因此燃燒時間更少。氫氣作為高度壓縮的氣體,與其他任何燃料一樣,需要明確的使用規則。氫已經使用了很長一段時間,不幸的是,仍然存在著一種誤解,即缺乏對氫氣已經在市場上的了解以及一種有希望的能幫助工業和運輸業脫碳的能源載體的認識。下面氫氣生產廠家介紹關于氫氣的儲存、壓縮和運輸指南。氫原子氫很難存儲,因為其能量密度非常低。它是簡單,輕的元素-比氦輕。氫氣的能量密度比天然氣小,能量密度比汽油小2700倍。按重量計算,氫氣所含能量是汽油的。氫氣的運輸通常根據儲氫狀態的不同和運輸量的不同而不同,下圖展示了氫氣的各種運輸方式。寧夏濱化氫氣運輸
氫氣能量密度,環保性能好,是能源碳轉型的重要方向。寧夏濱化氫氣運輸
當前氫能產業已經進入快速發展階段,全球氫氣產量超過,中國氫氣產能也超過。但由于氫氣體積能量密度極低且液化困難,其運輸成本遠遠超過石油及天然氣等傳統燃料,達到交貨成本的6%左右。而且隨著規模經濟與技術進步導致的制氫成本下降,運輸成本的比重還會不斷增加。因此對現有氫氣輸送方案的技術經濟特征進行分析,構建經濟高效的氫氣儲運及配送基礎設施,是氫能產業發展必須解決的重大問題。一、現有氫氣運輸技術及其特性目前國內外的氫氣運輸技術可以分為高壓氣態、液態、有機載體(LOHC)及固態儲氫運輸等四類。其中高壓氣態運輸由于技術實現簡單及成本低等特征,而液態運輸次之。有機載體(LOHC)與固態運輸原理相似,均利用氫氣與有機液體或固態金屬反應生成氫鍵復合物或金屬氫化物,在目的地進行脫氫處理,從而實現高效運輸。后兩種技術優勢明顯,前景可期,但目前成熟度不高。表1氫氣運輸方案概況圖片來源:玖牛研究院根據公開資料整理(一)高壓氣態運輸高壓氣態運輸,是指采用壓縮機將氫氣在常溫下壓縮至較高要求和密度,采用密封容器或管道運輸至目的地再進行調壓的技術方案。具體輸送工具有集裝格、集裝管束及管道運輸等三種。 寧夏濱化氫氣運輸
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