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國(guó)內(nèi)氫氣管道建設(shè)的參與方,既有國(guó)外的企業(yè),又有國(guó)內(nèi)的企業(yè)。氫氣管道屬于管道的一種,若未來(lái)氫氣像石油、天然氣一樣作為能源進(jìn)行管理,氫氣管道資產(chǎn)屬于哪一方,由誰(shuí)來(lái)投資建設(shè)、由誰(shuí)來(lái)運(yùn)營(yíng)都是值得探索的。在管道輸送氫氣方面,也有不少人士看好充分利用現(xiàn)有管道設(shè)施,在天然氣中摻入氫氣進(jìn)行輸送。不過(guò),這可能需要協(xié)調(diào)好各方的利益。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸油氣管網(wǎng)主要由三大國(guó)有石油公司擁有。有數(shù)據(jù)顯示,中石油約占85%,中石化占8%,中海油占5%,其他公司占2%。據(jù)eo此前報(bào)道,2017年氣荒以來(lái),各地方對(duì)省內(nèi)管網(wǎng)的規(guī)劃與建設(shè)進(jìn)入了新一輪的強(qiáng)化期。這一輪,黑龍江、江蘇、遼寧等地方組建并成立了新的省級(jí)管網(wǎng)公司。但是組建不久,準(zhǔn)備啟動(dòng)建設(shè)的黑龍江省天然氣管網(wǎng)就出師不利,遭遇了中石油的阻擊而停滯不前。就油氣管網(wǎng)而言,從1958年底完全依靠中國(guó)自己力量建設(shè)起來(lái)的克拉瑪依至獨(dú)子山煉油廠長(zhǎng)距離輸油管道算起,已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)了60年,但目前省網(wǎng)與國(guó)家管網(wǎng)將如何共存,仍充滿未知與挑戰(zhàn)。國(guó)家管網(wǎng)公司雖將落地,但還會(huì)面臨多且復(fù)雜的問(wèn)題。 氫燃料電池乘用車(chē)、公交車(chē)、叉車(chē)已經(jīng)投入市場(chǎng)。棗莊氫氣運(yùn)輸
若國(guó)內(nèi)放寬對(duì)儲(chǔ)運(yùn)壓力的標(biāo)準(zhǔn),相同容積的管束可以容納更多氫氣,從而降低運(yùn)輸成本。當(dāng)運(yùn)輸距離為100km時(shí),工作壓力分別為20MPa、50MPa的長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)輸成本為、后者約為前者的。管道運(yùn)輸:具有發(fā)展?jié)摿Φ牡统杀具\(yùn)氫方式我國(guó)氫氣管網(wǎng)發(fā)展不足,建設(shè)提速低壓管道運(yùn)氫適合大規(guī)模、長(zhǎng)距離的運(yùn)氫方式。由于氫氣需在低壓狀態(tài)(工作壓力1~4MPa)下運(yùn)輸,因此相比高壓運(yùn)氫能耗更低,但管道建設(shè)的初始投資較大。我國(guó)布局氫氣管網(wǎng)布局有較大提升空間。美國(guó)和歐洲是世界上早發(fā)展氫氣管網(wǎng)的地區(qū),已有70年歷史。根據(jù)PNNL在2016年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全球共有4542公里的氫氣管道,其中美國(guó)有2608公里的輸氫管道,歐洲有1598公里的輸氫管道,而中國(guó)有100公里。隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,日益增加的氫氣需求量將推動(dòng)我國(guó)氫氣管網(wǎng)建設(shè)。 四川做氫氣運(yùn)輸和存儲(chǔ)的公司氫氣的運(yùn)輸通常根據(jù)儲(chǔ)氫狀態(tài)的不同和運(yùn)輸量的不同而不同,下圖展示了氫氣的各種運(yùn)輸方式。
液氫罐車(chē)運(yùn)輸是將將氫氣深度冷凍至21K液化,再將液氫裝在壓力通常為低溫絕熱槽罐內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)姆椒?。由于液氫的體積能量密度達(dá)到,液氫槽罐車(chē)的容量大約為65m3,每次可凈運(yùn)輸約4000kg氫氣,是氣氫拖車(chē)單車(chē)運(yùn)量的10倍多,提高了運(yùn)輸效率,適合大批量、遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。但缺點(diǎn)是制取液氫的能耗較大(液化相同熱值的氫氣耗電量是壓縮氫氣的11倍以上),并且液氫儲(chǔ)存、輸送過(guò)程均有一定的蒸發(fā)損耗。國(guó)外已有廣泛應(yīng)用,國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺失掣肘液氫發(fā)展。在國(guó)外尤其是歐、美、日等國(guó)家,液氫技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相對(duì)較為成熟,液氫在儲(chǔ)運(yùn)等環(huán)節(jié)已進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用階段,某些地區(qū)液氫槽車(chē)運(yùn)輸超過(guò)了氣氫運(yùn)輸規(guī)模。而國(guó)內(nèi)目前用于航天及領(lǐng)域,這是由于液氫生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存裝置等標(biāo)準(zhǔn)均為標(biāo)準(zhǔn),無(wú)民用標(biāo)準(zhǔn),極大地限制了液氫罐車(chē)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)已著手研發(fā)相應(yīng)的液氫儲(chǔ)罐、液氫槽車(chē),如中集圣達(dá)因、富瑞氫能等公司已開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)液氫儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)品。液氫標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)指日可待。2019年6月26日,全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布關(guān)于對(duì)《氫能汽車(chē)用燃料液氫》、《液氫生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》和《液氫貯存和運(yùn)輸安全技術(shù)要求》三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)的函。液氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和政策規(guī)范形成后。
在用量小、用戶分散的情況下,氣氫通常通過(guò)儲(chǔ)氫容器裝在車(chē)、船等運(yùn)輸工具上進(jìn)行輸送,,液氫運(yùn)輸多用車(chē)船等運(yùn)輸工具,氫氣用量大時(shí)一般采用管道輸送。估算當(dāng)運(yùn)輸距離為50km時(shí),長(zhǎng)管拖車(chē)的運(yùn)輸成本為(3),運(yùn)輸距離為500km時(shí),運(yùn)輸成本高達(dá)(3),考慮到經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,長(zhǎng)管拖車(chē)運(yùn)氫一般適用于200km內(nèi)的短距離運(yùn)輸。估算當(dāng)管道運(yùn)能利用率達(dá)到百分之100時(shí),輸送距離為100km,運(yùn)氫成本為(3),差不多是同等距離下氣氫拖車(chē)成本的1/5,但當(dāng)管道運(yùn)能利用率為20%時(shí),管道運(yùn)輸成本和氣氫拖車(chē)運(yùn)輸成本相當(dāng)。液氫運(yùn)輸成本對(duì)距離變動(dòng)比較不敏感,估算運(yùn)輸距離為50-500km時(shí),液氫運(yùn)輸價(jià)格在(3)。綜合來(lái)看,運(yùn)輸距離在250km以內(nèi),長(zhǎng)管拖車(chē)的運(yùn)輸成本比液氫罐車(chē)成本低。鋼瓶氫氣為高壓壓縮氣體,使用前應(yīng)給氣體管道試壓和試漏,確保氣體管道不泄露。
氫氣是可燃性氣體,在空氣燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。氫氣燃燒實(shí)際上是氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生水的化學(xué)過(guò)程,氫氣和氧氣分子反應(yīng)需要的條件并不高,只需574度就可以點(diǎn)燃。滿足這種溫度容易的就是靜電火花,當(dāng)然有明火就更沒(méi)有問(wèn)題了。氫氣和氧氣即使發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不一定會(huì)發(fā)生燃燒,燃燒需要化學(xué)反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,簡(jiǎn)單說(shuō)就是氫氣氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量可引起更多氫氣氧氣反應(yīng),周?chē)渌麣錃庋鯕夥肿影l(fā)生反應(yīng)再繼續(xù)引起更大范圍的反應(yīng)。能維持這種反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行的重要前提是氫氣和氧氣的濃度都不能太小。發(fā)生燃燒不一定會(huì)導(dǎo)致破壞性后果,因?yàn)槿紵a(chǎn)生危害主要決定于燃燒產(chǎn)生的能量大小和產(chǎn)生速度,尤其是能量大小更重要。根據(jù)這一特點(diǎn),只要把密閉條件下混合氣體積控制足夠小,就能降低破壞性后果。這就好比打火機(jī),雖然里面是可以燃燒和的可燃?xì)怏w,但體積小不足以產(chǎn)生危害。也可以對(duì)管路進(jìn)行技術(shù)處理,控制和避免燃燒反應(yīng)發(fā)生的條件,例如采用單向閥門(mén)和安全閥的設(shè)計(jì),讓意外的燃爆不產(chǎn)生人體和環(huán)境的破壞。也有人采用對(duì)整機(jī)進(jìn)行防爆設(shè)計(jì),但這似乎是形式大于實(shí)質(zhì)。但隨著氫能產(chǎn)業(yè)、液氫運(yùn)輸、管道輸氫的發(fā)展,氣氫拖車(chē)運(yùn)輸將被部分取代。棗莊氫氣運(yùn)輸
目前我國(guó)氫氣的輸運(yùn)幾乎都依賴長(zhǎng)管拖車(chē), 滿足不了大規(guī)模氫氣使用和氫能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。棗莊氫氣運(yùn)輸
由于物流的原因,任何特定行業(yè)在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和使用氫氣十分常見(jiàn)。但也有通過(guò)數(shù)千英里運(yùn)輸氫氣的情況,運(yùn)費(fèi)十分昂貴。管道輸送氫氣是常見(jiàn)的方法,但也有一些是通過(guò)卡車(chē)、鐵路和駁船運(yùn)輸?shù)摹kS著氫氣逐漸成為一種國(guó)際性商品,航母也被作為一種重要的媒介被引入。氫氣管道是儲(chǔ)存和運(yùn)輸大量氫氣的價(jià)廉和有效的解決方案。但美國(guó)目前安裝的氫氣管道只有1600英里。盡管這1600英里的管道網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)是很大,但美國(guó)還需進(jìn)一步擴(kuò)大這一網(wǎng)絡(luò),以有效提升氫氣經(jīng)濟(jì)規(guī)模。眾多參與方提出,與其費(fèi)力建造新的管道,還不如將氫氣注入天然氣管網(wǎng)作為一種替代方案。美國(guó)目前擁有30萬(wàn)英里的輸氣管道(包括離岸輸氣)。但使用天然氣網(wǎng)絡(luò)也面臨著一些挑戰(zhàn)。在某些情況下,需要對(duì)管道進(jìn)行改造,使之能輸送高混合氫。另外也需要考慮評(píng)估和升級(jí)管道的滲透性,因?yàn)闅錃飧菀仔孤?,并且需要壓縮。棗莊氫氣運(yùn)輸
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