成品人精品人的区别四叶草,亚洲日产韩国一二三四区,波多野结衣无码视频在线观看,顶级欧美熟妇高潮xxxxx

歡迎您訪問中國氫能與燃料電池網(wǎng)
制氫   |  儲氫   |  運氫   |  加氫   |  燃料電池   |  氫能汽車   |  冶金   |  其他
當(dāng)前位置: 中國氫能與燃料電池網(wǎng)>技術(shù)應(yīng)用 >儲氫 > 科普 | 四大氫能儲運方式哪個成本最低?

科普 | 四大氫能儲運方式哪個成本最低?

2024-08-27 來源:中國氫能與燃料電池網(wǎng) 瀏覽數(shù):483

氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,對于氫的存儲和運輸是連接氫氣生產(chǎn)端和消費求端的關(guān)鍵橋梁,其發(fā)展態(tài)勢深刻影響著氫能發(fā)展節(jié)奏及進度。氫氣儲運成

氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,對于氫的存儲和運輸是連接氫氣生產(chǎn)端和消費求端的關(guān)鍵橋梁,其發(fā)展態(tài)勢深刻影響著氫能發(fā)展節(jié)奏及進度。氫氣儲運成本如何計算,關(guān)系著整個氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度和方向。

據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測,到2040年,我國氫氣的年需求量將增至5700萬噸左右,龐大的氫能需求量需依靠更加完善的氫儲運供應(yīng)體系。假設(shè)按照終端氫氣售價30元/kg,儲運成本占比30%,設(shè)備投資成本占比70%,對應(yīng)儲運設(shè)備市場的規(guī)模將高達5200億元。

何為氫能儲運

氫能儲運是指在氫能的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和消耗過程中,如何有效地存儲和運輸氫氣的技術(shù)。氫氣作為一種清潔能源,其在交通運輸、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。然而,氫氣的特性(易燃易爆、擴散系數(shù)大)使得其儲運成為一項技術(shù)挑戰(zhàn)。

氫能儲運的關(guān)鍵挑戰(zhàn)包括如何提高氫氣的儲存和運輸效率,同時確保安全性和經(jīng)濟性。氫氣的儲存方式直接影響其運輸方式,因此儲運技術(shù)是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。目前,氫能儲運技術(shù)主要包括高壓氣態(tài)儲運、低溫液態(tài)儲運、固態(tài)儲運、有機液態(tài)儲運。

氫能儲運的主要方式

氫能儲運當(dāng)前主要有四種方式,四種方式各有所長。

高壓氣態(tài)儲氫

高壓氣態(tài)儲氫是目前最常用且發(fā)展比較成熟的儲氫技術(shù)。它通過采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里,如鋼瓶。這種方式的優(yōu)點包括結(jié)構(gòu)簡單、壓縮氫氣制備能耗低、充裝和排放速度快。然而,其儲氫量較低,且對高壓儲氫罐存在較高的技術(shù)要求。

低溫液態(tài)儲氫

低溫液態(tài)儲氫是將氫氣經(jīng)過壓縮后,深冷到21K以下使其變?yōu)橐簹洌Υ嬖诘蜏亟^熱的真空容器當(dāng)中。這種方式的儲運量更大、純度高、充裝更快、占地更小。但是,液化1kg的氫氣需要耗電4-10千瓦時,且需要特殊的容器來儲存液氫,這些容器需要抗凍、抗壓以及嚴格絕熱。

固態(tài)儲氫

固態(tài)儲氫利用氫氣與儲氫材料之間發(fā)生物理或化學(xué)變化轉(zhuǎn)化為固溶體或氫化物的形式進行氫氣儲存。這種方式有效克服了高壓氣態(tài)和低溫液態(tài)兩種儲氫方式的不足,具有儲氫體積密度大、操作容易、運輸方便、成本低、安全等特點。適合于對體積要求較嚴格的場景應(yīng)用,是最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N儲氫方式。

有機液體儲氫

有機液體儲氫是通過不飽和液體有機物的可逆加氫和脫氫反應(yīng)來實現(xiàn)儲氫。這種方式安全方便,可以長距離運輸,可長期儲存。但是,其費用高、氫氣純度不夠等缺點。

氫能儲運成本的定義

氫能儲運成本指的是在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中,將氫氣從生產(chǎn)地運輸?shù)较M地,以及存儲在指定地點所涉及的所有費用。其成本計算主要包括以下幾個方面。

儲存成本:包括儲氫設(shè)施的建設(shè)、維護、運行費用,以及氫氣在儲存過程中的能量損失。高壓儲氫目前最為成熟,應(yīng)用也最廣,但是儲氫密度和安全性方面存在瓶頸;固體材料儲氫則有著巨大潛力,但是目前處于研究階段;低溫液態(tài)儲氫技術(shù)具有單位質(zhì)量和單位體積儲氫密度大的絕對優(yōu)勢,但目前儲存成本過高,主要體現(xiàn)在液化過程耗能大,以及對儲氫容器的絕熱性能要求極高兩個方面;有機液態(tài)儲氫由于成本和技術(shù)問題還未能大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

運輸成本:包括氫氣在運輸過程中的能耗、運輸工具的折舊和維護費用、運輸保險費用等。

安全成本:是指確保氫氣在儲存和運輸過程中的安全性,包括安全設(shè)備的購置和維護、人員培訓(xùn)、應(yīng)急響應(yīng)等費用。

損耗成本:是指氫氣在儲存和運輸過程中可能發(fā)生的泄漏或其他原因?qū)е碌膿p失。

氣態(tài)儲氫的成本差異

由于不同的儲運方式對于氫氣的生產(chǎn)成本會產(chǎn)生不同的差異性影響,所以對于氫能不同的儲運方式,有著各自的適用范圍。在氣態(tài)儲氫領(lǐng)域,主要有兩種形式。一種是長管拖車另一種是管道運輸。兩者雖然都是氣態(tài)儲運氫能的方式,但兩者的應(yīng)用范圍和成本也存在較大的差異。長管拖車運輸技術(shù)較為成熟,國內(nèi)常以20MPa長管拖車運氫,單車運氫約300kg,國內(nèi)正正在積極發(fā)展35MPa運氫技術(shù)。國外則采用45MPa纖維全纏繞高壓氫瓶長管拖車運氫,單車運氫可提高到700kg。

由于氫氣密度很小,而儲氫容器自重大,所運輸氫氣的重量只占總運輸重量的1~2%之間。據(jù)中石油化工研究院數(shù)據(jù),當(dāng)運輸距離為50km時,氫氣的運輸成本為4.9元/kg;隨著運輸距離的增加,長管拖車運輸成本逐漸上升,當(dāng)距離500km時運輸成本近22元/kg,因此長管拖車運氫只適用于運輸距離較近(運輸半徑200公里)和輸送量較低的場景。

為測算長管拖車運氫的成本,假設(shè)基本條件如下:加氫站規(guī)模為500kg/天,距離氫源點100km;長管拖車滿載氫氣質(zhì)量350kg,管束中氫氣殘余率20%,每日工作時間15h;拖車平均時速50km/h,百公里耗油量25升,柴油價格7元/升;動力車頭價格40萬元/臺,以10年進行折舊;管束價格120萬元/臺,以20年進行折舊,折舊方式均為直線法;拖車充卸氫氣時長5h;氫氣壓縮過程耗電1kwh/kg,電價0.6元/kwh;每臺拖車配備兩名司機,灌裝、卸氣各配備一名操作人員,工資10萬元/人·年;車輛保險費用1萬元/年,保養(yǎng)費用0.3元/km,過路費0.6元/km;根據(jù)以上假設(shè),可測算出規(guī)模為500kg/d、距離氫源點100km的加氫站,運氫成本為8.66元/kg。

數(shù)據(jù)來源:《加氫站氫氣運輸方案比選》、恒盛證券

管道輸氫也是氫氣運輸?shù)囊环N方式,由于純氫管道的初始投資較大,不適合作為氫能發(fā)展初期應(yīng)用,在管道運輸發(fā)展初期,可以積極探索摻氫天然氣方式,即利用已建設(shè)的天然氣輸配管網(wǎng)與基礎(chǔ)設(shè)施進行天然氣和氫氣混合輸送。美國和歐洲是世界上最早發(fā)展氫氣管網(wǎng)的區(qū)域,已有70年歷史。我國的輸氫管道主要分布在環(huán)渤海灣、長三角等地。氫能匯(微信公眾號:h2-2005)了解到,中國已建、在建和規(guī)劃中的純氫管道共13條,其中純氫管道5條。根據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍皮書》規(guī)劃的目標顯示:預(yù)計到2030年,中國氫氣管道將達到3000公里。為測算管道運氫的成本,我們參考濟源-洛陽氫氣管道的基本參數(shù),做出如下假設(shè):管道長度25km,總投資額1.46億元,則單位長度投資額584萬元/km;年輸氫能力為10.04萬噸,運輸過程中氫氣損耗率8%;管線配氣站的直接與間接維護費用以投資額的15%計算;氫氣壓縮過程耗電1kwh/kg,電價0.6元/kwh;

管道壽命20年,以直線法進行折舊。根據(jù)以上假設(shè),可測算出長度25m、年輸送能力10.04萬噸的氫氣管道,運氫價格為0.86元/kg。

數(shù)據(jù)來源:《加氫站氫氣運輸方案比選》、恒盛證券

液態(tài)儲氫的成本差異

液態(tài)儲氫作為一種重要的儲氫方式,其成本差異主要體現(xiàn)在儲氫效率、運輸成本以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面。

液態(tài)儲運又可分為兩大類:

物理法,即將氫冷卻到沸點以下(-253攝氏度以下)形成液氫,儲存于低溫絕熱液氫罐進行儲運;化學(xué)法,即氫通過化學(xué)反應(yīng),生成含氫的化合物,主要有三種方式,包括有機液態(tài)儲運、氨-氫儲運、甲醇-氫。低溫液態(tài)儲氫:是將氫氣冷卻至21K(約-253攝氏度),液化儲存于低溫絕熱液氫罐中,儲氫密度可達到70.8kg/m3,是標況下氫氣密度0.083kg/m3的近850倍,單臺液氫運輸罐車的滿載約65m3,可凈運輸4000kg氫,大大提高了運輸效率,并且在液化過程還能提高氫氣純度,相應(yīng)程度上節(jié)省了提純成本。因此液氫適合長距離、大容量儲運,是配合我國未來實現(xiàn)大規(guī)模綠氫脫碳應(yīng)用的首要儲氫選擇。

北京特種工程研究院45m3液氫槽車

液氫槽車運輸成本測算為測算液氫槽車運輸?shù)某杀荆覀兊幕炯僭O(shè)如下:

加氫站規(guī)模為500kg/天,距離氫源點100km;槽車裝載量為15000加侖(約68m3,即4000kg),每日工作時間15h;槽車平均時速50km/h,百公里耗油量25升,柴油價格7元/升;液氫槽車價格約為50萬美元/輛,以10年進行折舊,折舊方式為直線法;槽車充卸液氫時長6.5h;氫氣壓縮過程耗電11kwh/kg,電價0.6元/kwh;每臺拖車配備兩名司機,灌裝、卸載各配備一名操作人員,工資10萬元/人·年;車輛保險費用1萬元/年,保養(yǎng)費用0.3元/km,過路費0.6元/km。根據(jù)以上假設(shè),可測算出規(guī)模為500kg/d、距離氫源點100km的加氫站,運氫成本為13.57元/kg。

液態(tài)有機物儲氫使得氫可在常溫常壓下以液態(tài)輸運,儲運過程安全、高效,但還存在脫氫技術(shù)復(fù)雜、脫氫能耗大、脫氫催化劑技術(shù)亟待突破等技術(shù)瓶頸。若能解決上述問題,液態(tài)有機物儲氫將成為氫能儲運領(lǐng)域最有希望取得大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)之一。

有機儲氫載體成本依賴于所需原料價格及加工費用;加氫和脫氫成本主要包括水、電、氣等公用工程消耗、儲氫載體損耗、加氫損失及人工成本等,其中公用工程消耗是重點。在 500 公里以內(nèi),有機液態(tài)儲氫成本不超過 0.8 美元/kg,但算上脫氫成本,有機液態(tài)氫運輸成本可達 2.8 美元/kg。

固態(tài)儲氫成本差異

固態(tài)儲氫包括物理吸附和化學(xué)反應(yīng)吸附。具體是指利用氫氣與儲氫材料之間的物理吸附或化學(xué)反應(yīng),將氫氣儲存在固態(tài)材料中,從而實現(xiàn)氫氣的儲存及運輸。物理吸附材料主要包括活性炭、碳納米管、碳納米纖維碳基材料、 金屬有機框架物(MOFs)、共價有機骨架(COFs)等,通過其物理性質(zhì),吸附或捕捉氫氣。

固態(tài)儲氫運輸成本在 9.6-21.7元/kg之間。我們的假設(shè)條件如下:

單車儲氫量為1噸;365天都可工作,每日工作時長16h,平均時速 50km/h;設(shè)備價格 800 萬元/輛,以10年進行折舊,殘值率為 85%;人工成本為兩名駕駛員和兩名裝卸員,人員費用共40萬元/年,車輛保險費用1萬元/年,車輛保養(yǎng)費用 0.3 元/km;百公里耗油量 33 升,柴油價格 7.5 元/升;充放氫過程耗電15kwh/kg,電價 0.6元/kwh;車輛過路費按1.3元/公里計費。經(jīng)上述條件測算在運輸距離 50~1000km,以滿載1000kg氫氣的固態(tài)儲氫車為例,隨著運輸距離增加,單位質(zhì)量氫氣的運輸成本從 9.6 元/kg 增加至21.7元/kg。綜上所述,管道輸氫在短距離、長距離均具有儲運經(jīng)濟性。在低于200km的輸氫范圍內(nèi),運輸氫氣的經(jīng)濟性從高到低分別為:純氫管道>高壓氣態(tài)>摻氫管道>液態(tài)儲氫>固態(tài)鎂基;在200-450km范圍內(nèi),運輸氫氣的經(jīng)濟性從高到低分別為:純氫管道>摻氫管道>液態(tài)儲氫>高壓氣態(tài)>固態(tài)鎂基;在大于450km 的運輸范圍內(nèi),運輸氫氣的經(jīng)濟性從高到低分別為:純氫管道> 摻氫管道>液態(tài)儲氫>固態(tài)鎂基>高壓氣態(tài)。由此可見,積極推廣和大力發(fā)展管道輸氫技術(shù),對于推動氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。管道輸氫作為一種高效、經(jīng)濟的氫氣輸送方式,能夠顯著降低氫能在長距離運輸中的成本和能耗,從而為氫能的大規(guī)模應(yīng)用提供有力支撐。通過建設(shè)完善的管道輸氫網(wǎng)絡(luò),可以有效連接氫氣生產(chǎn)地和消費地,提高氫能供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性,進一步促進氫能產(chǎn)業(yè)的繁榮和可持續(xù)發(fā)展。因此,加大對管道輸氫技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用投入,對于實現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展目標具有舉足輕重的作用。


閱讀上文 >> 廈門金龍斬獲行業(yè)最大的氫能商用車訂單
閱讀下文 >> 《GB/T 33978-2017 道路車輛用質(zhì)子交換膜燃料電池模塊》

版權(quán)與免責(zé)聲明:
凡注明稿件來源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿或由企業(yè)用戶注冊發(fā)布,本網(wǎng)轉(zhuǎn)載出于傳遞更多信息的目的,如轉(zhuǎn)載稿涉及版權(quán)問題,請作者聯(lián)系我們,同時對于用戶評論等信息,本網(wǎng)并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性;


本文地址:http://www.ljt568.com/Technology/show-2414.html

轉(zhuǎn)載本站原創(chuàng)文章請注明來源:中國氫能與燃料電池網(wǎng)

按分類瀏覽

點擊排行

圖文推薦

推薦技術(shù)應(yīng)用

主站蜘蛛池模板: 册亨县| 泰来县| 安岳县| 阿克陶县| 湘阴县| 长汀县| 广饶县| 清丰县| 信阳市| 宾川县| 阜南县| 黄大仙区| 甘肃省| 涡阳县| 泾阳县| 启东市| 宁强县| 宁夏| 乡城县| 上饶县| 襄汾县| 柳州市| 阳曲县| 巴中市| 鹤庆县| 井陉县| 宽城| 海口市| 彭水| 桐庐县| 荣成市| 平塘县| 伊宁市| 武乡县| 卢湾区| 桂东县| 象州县| 夹江县| 周至县| 疏勒县| 广西|