分歧办法输送氢气鼓鼓,哪种老本更低?

 网络   2023-01-14 09:46   33

一旦进入氢能财产繁荣的阶段。 2021年,环球氢鼓产量每年约7000万吨。 中国是世界上最大的氢鼓损失国,每年产量2200万吨,约占世界产量的三分之一。 但由于氢鼓体积能量密度极低,易于液化,运输成本远远超过煤油和自然气鼓等传统燃料,明天下午将达到运输成本的6%左右。 而且随着领域经济和本领的前进制氢旧书的下降,寄旧书的比重将不断普及。

氢鼓的输送席卷工业钢瓶、集总格栅、长管拖车、气鼓主体管道、液氢鼓、有机液体、储氢合金等方式。 单一工业用氢钢瓶容积为40L,压力为15MPa,储氢量为0.5kg。 集装规格由9~20个氢气桶构成,氢气储藏量为3~10kg,设想主要在测试室区域进行氢气桶运输。 100公斤以上的氢滚筒运输方式主要使用长管拖车、气滚筒管道、液氢滚筒。 关于几种氢鼓输送方法,例如下图所示。

图氢鼓输送方法的比较

当海洋进行大规模氢鼓输送时,气鼓的管道输送无效。 普通的氢鼓集合格和长管拖车有气瓶相连的气鼓管道,海洋中大概有大区域,长度固定,安装高压的氢鼓管道进行氢鼓运输。 管道输送是一种具有繁华潜力的低成本氢输送方法。 低压配管应对广泛的领域,应对被迫作出长期决定的氢输送。 由于氢气鼓是在低压状态(处理压力1~4MPa )下输送的,因此与高压气瓶的氢气输送相比,能耗较低,但配管建设的初期投资较大。

有机液体和氨鼓的氢鼓输送也是一种开垦的氢鼓储存方式,尤其是长期处于破碎期的氢鼓输送,虽然在广阔的领域氢鼓输送中存在一些缺点,但杂质气鼓含量较高,高纯度氢鼓的利用需要重新提纯。 静态合金输氢纯度高、安全性好,但运能高,支持旧书高、人口聚集区域和短暂决定的氢鼓运输。 长管拖车氢气输送随着溃决而普及,适应300km以内氢气输送,溃决超过300km时,液态氢气和管道氢气输送更为合适,氢气输送量越大,这一趋势越明显。 三种主要供氢方法的成本和决断变化如下图所示。

三种供氢方法的代价会导致决策的变化

我们满意地注意到,目前我国氢鼓的运输几乎完全依赖于长拖车,广泛领域的氢鼓利用和氢能家产不再繁荣,管道供氢和液氢的本领亟待进步。

氢鼓的管道输送

欧洲和美国是世界上第一个繁华的氢鼓管网地带,已有70年的历史,在管道氢输送方面有很大的领域。 例如,美国Praxair公司的子公司林德管道公司在德克萨斯州蒙特贝尔维尤到亚瑟港和奥兰治之间安装了113公里的氢滚筒输送管道,耗资3000万美元。 林德管道公司每天可能会携带283万Nm3以上的氢气鼓,氢气鼓的纯度为99.99%。 管道埋深最浅处不小于1.22m,管道的企图强度及水压考察强度为管道最大运行压力的2.9倍。 加州托兰斯(Torrance )的氢气站也在该区域内安装了氢气鼓输油管,直接向用户提供氢气。

法国Air Liquid公司在法国、比利时、荷兰河山周围设有830km的氢鼓管线,德国在北莱茵西部***州设有240km的氢鼓管线,压力为5.5 km 这些氢气鼓管道主要用于工业,也有直接连接氢气站的氢气鼓管道。 德国Frankfurt氢气站毗邻氯碱电解厂副产物氢鼓源,两者之间铺设1.7km氢鼓管道,氢鼓压力为90MPa,可能不需要由压缩机直接供氢。

美国平安洋东南国家试验室(pacificnorthwestnationallaboratory,PNNL ) ) 2016年统计数据显示,环球公开4542km氢鼓管道,中美有2608km氢管道,约

我国氢鼓管网繁华、不够,氢输送管道主要散布在环渤海湾、长江三角洲等地,氢鼓管网结构有较大的选拔空间。

图管道供氢

管道汽包运输本金主要席卷管道建设费用折旧与摊销、直接运行维护费用(质量费、维修费、输气汽包费用、职工报酬等)、处理费用和氢气汽包收缩本金等。 以管道供氢本金进行计算,以“济源-洛阳”项目为例,“济源-洛阳”项目输气汽包管道全长25km,压力4.0Mpa,管道规格DN500mm 选用508mm管道,建设旧书616万/km,管道使用寿命20年。 运行时期旧书的维护和处理费用按建设旧书的8%计算。 据统计,氢气汽包管道在满载运输过程中耗时1252kg/km年。 本计算数据如下表所示

表中旧的计算数据

管道运输的年运输能力取决于战略能力,而与运输的根本决策无关。 根据502mm的管道计算,年运输量仅为10.04万吨。 假设运输决口为Xkm,则满负荷运行的下一年的总运输成本为TC=(308000 24640 ) *X 10.04*10000000*0.42 13897*X元。 单元运输的本金测算如下。

图管道氢鼓输送机组本金(元/吨km ) ) )。

也许是发明,管道运输的吨公里旧书受到运输能量利用率高的作用,随着运输能量利用率的下降,单元运输旧书被大幅选拔,利用率被选拔到40%以上后,运输旧书的变化幅度有所减缓。

随着氢能产业的发展,越来越普及的氢鼓需求量必须推动我国氢鼓管网的建设。 海中氢气

鼓鼓管网修建在提速,根据《中国氢能家产根底办法繁华蓝皮书(2016)》所拟定的氢能家产根底办法繁华门路, 2030年, 我国燃料电池汽车将达200万辆,同时将建成3000km以上的氢气鼓鼓长输管道。该目的将无效推进我国氢气鼓后天3晚上鼓管道修建。

运用现有幼稚的自然气鼓鼓管网、CNG(compressednatural gas)以及自然气鼓鼓加气鼓鼓站等办法, 可新建或正在现有站址根底上改扩建制氢加氢一体化站。经过站内制氢加氢,削减了氢气鼓鼓输送关节, 升高了氢气鼓鼓制储运的老本。该本领可将氢气鼓鼓枪出口处的代价升高,氢燃料汽车的用氢老本与汽柴油车的用车老本异常, 且更环保,契合他日能源的趋势。

液氢储运

液态氢气鼓鼓是一种深冷的氢气鼓鼓储藏本领。将氢气鼓鼓颠末收缩后,深冷到21K以下变成液氢,然后储藏到特制的绝热真空容器中。常温、常压下,液氢的密度为气鼓鼓态氢的845倍,液氢的体积能量密度比收缩蕴藏高好多少倍,这样,统一体积的储氢容器,其储氢质量大幅度进步。不过,因为氢拥有质轻的特征,正在算作燃料利用时,不异体积的液氢与汽油比拟,含能量少。这意味着将来若以液氢全面代替汽油,则熟行驶不异里程时,液氢储罐的体积要比现有油箱大很多(约3倍)。

图 分歧氢液化方式的能耗

巴望状态下,氢气鼓鼓液化耗能为3.92kWh/kg。今朝的氢气鼓鼓液化主假如经过液氮冷却以及收缩氢气鼓鼓伸展完结, 耗能为13~15kWh/kg, 多少乎是氢气鼓鼓熄灭所孕育低热值 (产品为水蒸气鼓鼓时的熄灭热值,33.3kWh/kg)的一半,而氮气鼓鼓的液化耗能仅为0.207kWh/kg,所以升高氢气鼓鼓液化耗能相当主要。分歧氢液化方式的能耗如上图所示。

美洲是寰球最大、最幼稚的液氢损耗以及利用地带, 美邦本土已有15座以上的液氢工厂,液氢产能占寰球80%以上,到达375t/d,加拿大80t/d的液氢产能也为美国所用。美国的液氢工厂全数是5t/d以上的中大领域,并以10~30t/d以上侵夺主流。

连年,美国普莱克斯公司、美国空气鼓鼓化工产物有限公司、法国液化空气鼓鼓团体正在美国相继新建的液氢工厂领域都正在30t/d及以上,瞻望2021年美国液氢产能将攻破500t/d。所以,其损耗液氢的能耗以及老本都较为低。欧洲4座液氢工厂的液氢产能为24 t/d;亚洲有16座液氢工厂,总产能为38.3t/d,个中日本占了2/3。

 分歧办法输送氢气鼓鼓,哪种老本更低?

中国起步较晚, 与海外生存较大的分歧。中国液氢工厂有陕西兴平、海南文昌、中国航天科技团体有限公司第六争论院第101争论所以及西昌卫星发命中心等,主要办事于航天发射,总产能仅有4t/d, 最大的海南文昌液氢工厂产能也仅2t/d。今朝,中人民用液氢墟市根底空缺。根据科技部2020年“可更生能源与氢能本领”国家中心研发讨论项目呈报指南, 中国亟须研制液化才略≥5t/d且氢气鼓鼓液化能耗≤13kWh/(kg LH2)的单套装置, 目标与海外主流大型氢液化安设机能根底统一,以期尽快缩小我国产物老本、质量以及建造水平与天下发财国家的分歧。

图 液氢槽车输送老本改变

今朝,高亢的老本是氢气鼓鼓液态储运的主要闭塞,除了高温液态储运外,液氨储氢或有机液态储氢也是潜伏的规划,全体液化氢储运的今天1早上老本预计如上图所示,到2030年,分解液氨氢储运终端总老本为4.4美元/kg,高温液化氢储运终端总老本为3.9美元/kg。经过液氨、烯烃、炔烃或馨香烃等储氢剂以及氢气鼓鼓孕育可逆反应完结加氢以及脱氢,能耗相对于较低,但工艺与安设比较繁复,今朝根底没有完结家产化利用。(迷信传递)

起因:国际能源网/氢能汇

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