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液氫在氫儲運中的價值及發(fā)展難點 復材云集|復合材料

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2023-05-09 14:03:11    瀏覽次數(shù):707    評論:0
導讀

 液氫密度70.8kg/m3,大約是20MPa氫氣的5倍,是35MPa氫氣的3倍,是70MPa氫氣的1.8倍。  與高壓氫氣相比,液氫最大的優(yōu)勢

 液氫密度70.8kg/m³,大約是20MPa氫氣的5倍,是35MPa氫氣的3倍,是70MPa氫氣的1.8倍。

 與高壓氫氣相比,液氫最大的優(yōu)勢在于其密度大,可實現(xiàn)大規(guī)模儲存和運輸,儲運方便、運輸成本更低,液氫儲重比高使得相同重量氫儲箱的車輛行駛里程更長,液氫工作壓力低更安全等。
 

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(1)液氫易于實現(xiàn)大規(guī)模儲存

  與70MPa高壓儲氫單個儲罐一般不超過5m³,相比液氫的儲存壓力低,使得單個罐的容積可以做到非常大,占地面積小,這非常適合大規(guī)模的儲能應用,同時將液氫以能源對外供應。

  目前世界上最大的液氫儲罐是位于美國肯尼迪航天發(fā)射場的液氫球罐,容積3800m³;美國正在建設4700m³液氫球罐,挪威規(guī)劃建設單個容積50000m³的液氫儲罐,如下圖所示。



(2)液氫易于實現(xiàn)大規(guī)模運輸,使得儲運更便利,實現(xiàn)規(guī)模化運輸?shù)慕?jīng)濟效益

  據(jù)估算,一輛40m³液氫罐車的運氫能力約等于8輛20MPa管束車的能力,考慮到實際使用時管束車剩余5MPa壓力不太好利用,一輛40m³液氫罐車的實際運氫能力約等于10輛20MPa管束車的能力。

  再計算車輛購置費用和運輸油耗、過路費用以及車輛安全性提高(交通事故率降低)等,液氫運輸成本將遠低于高壓氫氣成本的1/10,經(jīng)濟運輸距離可達1000km以上。

  此外20MPa管束車卸車時間數(shù)小時,甚至等待1~2天,而液氫罐車裝卸時間短,一般0.5~1小時,大大提高了轉(zhuǎn)運效率,這對于降低氫氣使用的成本都具有重要意義。

(3)液氫儲運的儲重比可超過10%,比高壓氫儲運(一般不超過5%)高

  因此在物流車、重卡及客車等長期規(guī)律運行且需要供氫量大的商用氫燃料電池車上,更適合采用車載液氫供氫系統(tǒng),相對于高壓儲存可攜帶更多的氫,續(xù)駛里程可達1000km以上,在初期示范階段,可大大減少對沿途加氫站數(shù)量的需求。


 

 

(4)液氫工作壓力低,使用更安全

  液氫技術路線在整個產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中壓力等級較低,一般不超過1MPa,相對來說安全性更高。

  在德國、日本,液氫加氫站可直接建在居民區(qū),更適合商業(yè)推廣應用。

  目前我國液氫儲罐最大容積為300m³,為圓柱形臥式儲罐,位于海南文昌。與美國3800m³液氫球罐相比,差距較大。

  2021年,科技部氫能專項資助了400m³液氫球罐的研制。液氫球罐是未來我國氫大規(guī)模儲存的關鍵設備,從設計、工藝、制造等各個環(huán)節(jié)對國內(nèi)企業(yè)都是挑戰(zhàn),需要加大科研力量和投入集智攻關。

  在液氫完全民用化的發(fā)達國家,特別是美國,因為液氫規(guī)模大,價格低,為客戶供應氫氣,除了管道輸送之外,以液氫運輸方式供應占據(jù)主導地位。

  而在我國,目前以高壓氫氣供氫為主,成本高,效率低,液氫供氫現(xiàn)在無法審批上路,主要原因在于國內(nèi)目前尚沒有取得壓力容器使用許可的移動式液氫容器。



  從國內(nèi)企業(yè)的制造能力和水平來說,制造出一個合格的移動式液氫容器不成問題,重要的是制定出監(jiān)管部門認可的移動式液氫容器行業(yè)標準,并依據(jù)標準制造容器,經(jīng)壓力容器監(jiān)管部門監(jiān)督下的型式試驗合格后,取得壓力容器使用許可證。

  液氫運輸可采用液氫罐箱和液氫槽車兩種方式,液氫罐箱因為可陸海空聯(lián)運,還需取得船級社等相關認證;而液氫槽車因為液氫容器和運輸車固定在一起,還需取得工信部的車輛檢驗,進入公示目錄,才能銷售,獲得交通部門的車輛牌照,才可以由危化品運輸公司運營車輛來運輸液氫。

  最初,壓力容器行業(yè)專家認為液氫罐箱不涉及到工信部、交通部門等審批監(jiān)管,手續(xù)相對簡單,能夠優(yōu)先上路,但是需要經(jīng)過船級社等認證,認證程序也比較復雜。而液氫槽車不需要經(jīng)過船級社等認證,工信部和交通部、安監(jiān)、物流等監(jiān)管部門已經(jīng)認識到液氫運輸對于氫能發(fā)展的重要性,正在推動相關企業(yè)和部門進行液氫槽車研制,以及相關審批流程的溝通協(xié)調(diào)。

  期望國內(nèi)相關部門和企業(yè)同心協(xié)力,盡快解決液氫的上路運輸問題,為我國氫能的大規(guī)模儲運掃清障礙。

 
 

 
(文/小編)
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