氫氣的儲存、壓縮和運輸要注意哪些問題呢?
文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2023-04-11 13:49:00【大
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儲存、壓實和運輸氫氣時應考慮哪些因素?純氫氣不燃燒碳,不產生熱灰,幾乎沒有輻射熱。氫氣極其易燃,但如果它正在泄漏,并且是世界上的一種輕元素,它會迅速上升到大氣中,從而縮短燃燒時間。氫氣作為一種高度壓縮的氣體,和任何其他燃料一樣,需要明確的使用規則。氫氣已經使用了很長一段時間,但不幸的是,人們仍然誤解市場上對氫氣缺乏了解,對有助于工業和運輸脫碳的有前景的能源缺乏了解。
你是如何儲存氫氣的?
氫原子很難儲存,因為它們的能量密度很低。它是一種簡單、輕便的元素,比氦更輕。氫氣的能量密度是天然氣的3.2倍,是汽油的2700倍。按重量計算,氫氣所含能量是汽油的3.4倍。氫氣必須具有更高的能量密度才能用于運輸。實現這一點有三種方法。氫氣可以被壓縮、液化或化學結合。
壓縮氫氣
在相同的能量下,壓縮到800個大氣壓的氫氣體積是汽油體積的三倍。如果車輛要運輸足夠的氫氣供實際使用,就必須達到這個密度。每平方英寸800巴的壓力達到6噸或12000磅。在輕型儲罐中安全地吸收這種壓力是非常困難的。災難性坦克釋放的能量與平衡炸藥一樣多。一個由高強度鋼制成的儲罐的重量是其所含氫氣的100倍。裝有鋼制油箱的卡車或汽車是不切實際的,因為油箱的重量幾乎相當于車輛的重量。
氫氣制造商
高壓碳纖維氫罐可以是一種解決方案。碳纖維是一種用于飛機和體育器材的材料。一輛典型的18輪半卡車有兩個90升的油箱,可以行駛750英里。一輛典型的4缸轎車有一個18加侖的油箱,可以行駛575英里。(實際續航里程可能稍小。)柴油發動機在巡航速度下可以達到35%的效率。汽油發動機在巡航速度下可以達到25%的效率。這兩種車輛都可以轉換為氫氣進行操作。使用內燃機(ICE),效率為35%。或者,使用效率為45%的燃料電池。
鋼制儲罐的空間、重量和成本使其不切實際。能源效率的任何提高都會被牽引非常重的坦克所造成的損失所抵消。這種尺寸和性能的碳纖維儲存并不存在,它們只是目標。相比之下,汽油只需要一個小型的低技術油箱。
如何運輸氫氣?
一輛40噸重的卡車可以將26噸重的汽油運輸到傳統的加油站。對于經常光顧的車站來說,每天一次的配送就足夠了。一輛裝有壓縮氫氣的40噸卡車只能裝載400公斤。這是因為儲罐的重量可以容納200個大氣壓。一輛空卡車的重量幾乎等于整輛卡車的重量。壓縮氫氣罐必須堅固耐用。如果儲存系統發生故障,用于將氫氣壓縮到200個大氣壓的能量會立即釋放。火球將覆蓋一個足球場。氫氣的能量密度(按重量計算)比汽油高,氫動力運輸更節能。然而,加氫站每天需要15次裝運,所有其他條件都是相同的。如果氫的來源不是很靠近使用地點,那么卡車運輸的能源成本將變得不可接受。低溫卡車可以運輸更多的氫氣,但重要的是要記住,液化氫氣的能源成本在大多數情況下是不可行的。
氫氣可以通過管道運輸。與天然氣相比,通過管道輸送氫氣所需的能源大約是天然氣的四倍。