广东氢气运输和储存

    在用量小、用户分散的情况下，气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送，用量大时一般采用管道输送。液氢运输多用车船等运输工具。虽然氢气运输方式众多，但从发展趋势来看，我国主要以气氢拖车运输(tubetrailer)、气氢管道运输(pipeline)和液氢罐车运输(liquidtruck)三种运氢方式为主。长管拖车运氢：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。管道运氢：参考济源-洛阳氢气管道的基本参数，可测算出长度25m、年输送能力，运氢价格为。当输送距离为100km时，运氢成本为，为同等距离下气氢拖车成本的1/5，通过管道运输氢气是一种降低成本的可靠方法。液氢罐车成本变动对距离不敏感。当加氢站距离氢源点50~500km时，液氢槽车的运输价格在。将上述测算结果进行对比发现：在0~1000km范围中，管道运输的成本比较低。运输距离在250km内时，长管拖车运输成本低于液氢槽车，超过250km则后者更具成本优势。压缩储氢由于其有限的能量密度而具有高成本；低温罐由于蒸发损失只能在有限的时间内保持要求的压强水平。广东氢气运输和储存

氢气共价化合物虽然氢气在通常状态下不是非常活泼，但氢元素与绝大多数元素能组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种，但它们无法由氢气和碳直接化合得到。氢气与电负性较强的元素（如卤素）反应，在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时，可生成一种较强的非共价的键，称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。氢也与电负性较低的元素（如活泼金属）生成化合物，这时氢的氧化态通常为-1，这样的化合物称为氢化物。氢与碳形成的化合物，由于其与生物的关系，通常被称为有机物，研究有机物的学科称为有机化学，而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义，“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。无机化学中，H-可以作为桥接配体，连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现，尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。氢气离子型氢化物含有氢元素的离子化合物称离子型氢化物。“氢化物”一词暗含氢显负价。 广东氢气运输和储存氢能发展已经越来越受到各国、能源生产企业、装备制造企业和研究机构的关注。

氢气的输运包括工业钢瓶、集装格、长管拖车、气体管道、液态氢气、有机液体、储氢合金等方法。单个工业氢气钢瓶的容积为40L,压力为15MPa,储氢为0.5kg.集装格由9~20个氢气钢瓶组成,储氢3~10kg,主要是实验室的氢气输运。100kg以上的氢气输运方法主要是长管拖车、气体管道、液态氢气。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。

对于管道运输一个很重要的安全问题是氢脆。如锰钢、镍钢以及其它钢，若长期暴露在氢气中，尤其在高温高压下，其强度会降低，导致失效。但是铝和一些合成材料，就不会发生氢脆，因此通过选择合适的材料，可降低因氢脆产生的安全风险。上海加氢站氢气运输方案的选择到2010年加氢站的规模都较小。采用槽车液氢运输的成本为·kg-1，远低于采用长管拖车运输的成本约为·kg-1，但考虑到氢气液化厂投资大，氢气液化消耗氢气热值30％以上，经济性较差，更重要的是上海还没有液氢工业基础，因此液氢运输不适合近期加氢站的发展。同样，由于氢气流量低，铺设管道投资大，因此综合比较来看，2010年前加氢站采用长管拖车运输氢气更符合实际。当燃料电池汽车的数量逐渐增长到万辆级、十万辆级，每天的氢气消耗也逐渐增长到30t和300t，加氢站的数量达到上百座，部分站的规模也较大。若全部采用长管拖车运输，由于长管拖车过多造成调配困难，此时可考虑建立氢气液化示范厂，且液化厂已经具有规模经济性，采用液氢输送优势明显。另外还可考虑铺设管道为氢源点附近的加氢站网络输送氢气，对规模较小的加氢站仍可采用长管拖车运输。 氢气作为燃料，主要还是通过氢燃料电池，将氢能转化为电能。

液氢槽罐车运输是将氢气深度冷冻至21K液化，再装入隔温的槽罐车中运输，目前商用的槽罐车容量约为65m3，可容纳4000kg氢气。国外加氢站使用该类运输略多于高压气态长管拖车运输。管道运输分为气态管道运输和液态管道运输两类。气态管道直径约～、压力范围为1~3Mpa，每小时流量约310~8900kg氢气，目前该类管道总长度已超过16000km，主要分布在美国、加拿大和欧洲等地，其投资成本较天然气管道高50~80%，其中大部分的成本用于搜寻合适的地质环境来布局管道线路;液态管道采用真空夹套绝热技术，由内层和外层两个等截面同心套管构成，且两个管套中间抽成真空状态，防止内管内液氢的温度扩散。瓶装氢气为易燃压缩气体，应储存于阴凉、通风的仓库内，设置明显的“严禁烟火”标志。宁夏氢气运输与存储

氢气可用于汽车、飞机、轮船、火箭等领域，其中目前主要、前景广阔的应用场景是氢燃料电池车。广东氢气运输和储存

    体积能量密度达到·L-1，是气氢15MPa运输压力下的。因此将氢气深冷至21K液化后，再利用槽罐车或者管道运输可提高运输效率。槽罐车的容量大约为65m3，每次可净运输约4000kg氢气，国外加氢站采用槽车液氢运输的方式要略多于气态氢气的运输方式。液氢管道都采用真空夹套绝热，由内外两个等截面同心套管组成，两个套管之间抽成高度的真空。除了槽罐车和管道，液氢还可以利用铁路和轮船进行长距离或跨洲际输送。深冷铁路槽车长距离运输液氢是一种既能满足较大输氢量又是比较快速、经济的运氢方法。这种铁路槽车常用水平放置的圆筒形杜瓦槽罐，其储存液氢的容量可达到100m3，特殊大容量的铁路槽车甚至可以运输120～200m3的液氢。目前*有非常少量的氢气采用铁路运输。表1定性地比较了上述几种方式的适用场合、运输量、技术成熟程度、应用情况及其优缺点。尽管氢气运输方式众多，但从发展趋势来看，在今后相当长一段时期内加氢站氢气主要通过长管拖车、槽车和气氢管道进行运输。因此，本文对这三种运输方式进行了更为深入的研究。2氢气运输成本分析氢气的运输成本足选择氢气运输方式的重要指标。为了计算氢气的运输成本，本研究小组基于Excel开发了氢气运输成本模型。 广东氢气运输和储存

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