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℃的低温,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。我国氢气管网发展不足, 输氢管道主要分布在环渤海湾、长江三角洲等地,氢气管网布局有较大的提升空间。广西氢气运输的成本
柴油发动机在巡航速度下可实现35%的效率。汽油发动机在巡航速度下可实现25%的效率。两种车辆都可以转换为氢气运行。可以使用内燃机(ICE),使效率达到35%。或者,可以使用燃料电池,效率达到45%。钢罐的空间,重量和费用使其不切实际。能源效率方面的任何提高都将被拖运非常重的坦克所造成的损失所抵消。如此大小和性能的碳纤维储罐不存在,它们只是目标。相比之下,汽油需要一个小型的低技术含量的油箱。一辆40吨的卡车可以将26吨的汽油输送到传统的加油站。对于繁忙的车站,每天交付一次就足够了。一辆载有压缩氢的40吨卡车只能运送400公斤。那是因为罐的重量能够容纳200个大气压。空卡车的重量几乎相当于整辆卡车的重量。压缩氢气罐必须坚固。如果储罐破裂。景德镇氢气运输管道运输可以长距离运输大量氢气,在工业领域特别有利。
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。
2月10日,国家发改委、国家能源局发布《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,关于氢能,其中提出:推行大容量电气化公共交通和电动、氢能、先进生物液体燃料、天然气等清洁能源交通工具,完善充换电、加氢、加气(LNG)站点布局及服务设施,降低交通运输领域清洁能源用能成本。我们认为在政策持续的催化下,产业前景巨大。氢能产业发展进入快车道氢能产业链较长,上游涉及氢气制取、储运及加注等多个流程,中游为氢燃料电池及其系统配件的制造,氢能的下游利用途径多种多样,主要包括交通运输领域以及储能、工业等领域。根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书(2020)》预测,2030年中国氢气需求量3715万吨,在终端能源消费中占比约为5%,氢能在交通领域/发电等领域的应用有望快速发展氢气也是重要的化工原料。
目前,氢燃料的储存方法大体可以分为三种,即高压储氢法、液态储氢法和固体储氢法。高压储氢法高压储氢法,也称为气态储氢法,是将氢气加压储存在储氢容器内,形式上和天然气车CNG气瓶类似。优点是在三种储氢方式中成本低,储氢密度较大,缺点是安全性较低。液态储氢法液态储氢法是在低温下将氢气液化,然后储存在低温容器内。优点是储氢密度大,缺点是成本高,附属系统庞大,故不适合做车载容器。固体储氢法纳米储氢模型固体储氢法,是利用固体对氢气的物理吸附或化学反应等作用,将氢储存于固体材料中。固态储存一般可以做到安全、高效、高密度,是气态储存和液态储存之后,有前途的研究发现。目前常见固体储氢方式有合金储氢、纳米储氢等。优点是安全稳定,缺点是成本过高。目前,氢的制取、储存和携带成本高、基建设施投资大等问题困扰着氢燃料汽车的前进之路,近来丰田、现代等车企发布了燃料电池汽车可以说在新能源的路上取得了阶段性进步。不过,从大范围来说。电子工业可以利用氢气来制取纯硅这种半导体材料。济宁氢气运输
根据氢气来源不同,加氢站可分为外供氢加氢站和站内制氢供氢加氢站。广西氢气运输的成本
在陆地上进行大量氢气输送时,气体管道输送很有效。一般的氢气集装格和长管拖车中都有连接钢瓶的气体管道,在陆地上能够铺设大规模、长距离而且高压的氢气管道进行氢气输送。管道运输是具有发展潜力的低成本运氢方式。低压管道适合大规模、长距离的运氢。由于氢气在低压状态(工作压力1~4MPa)下运输,因此相比高压钢瓶输氢能耗更低,但管道建设的初始投资较大。有机液体以及氨气输运氢气也是正在开发的氢气储运方法,尤其是在长距离、大规模的氢气输送方面具有一定优势,但是杂质气体含量高,高纯氢气使用时需要重新纯化。固态合金输氢纯度高、安全性好,但是输运能耗高、成本高,适合人口密集的区域以及短距离的氢气输运。长管拖车输运氢气成本随距离的增加,适合300km以内的输氢,距离超过300km时,液氢和管道输氢更合适,输氢量越大,这种趋势越明显。三种主要输氢方式价格与距离的变化如下图所示。图三种输氢方式价格与距离变化关系目前我国氢气的输运几乎都依赖长管拖车,满足不了大规模氢气使用和氢能源产业的发展,管道输氢和液态输氢技术亟待提高。 广西氢气运输的成本