氫氣用作汽車能源的主要問題,成本高。地球上氫氣儲量固然豐富。 但以目前的技術(shù),制取氫的成本太高。用電解水的方法制取氫,是目前工業(yè)上主要的生產(chǎn)氫氣的方法,如果用這種方法制取氫氣,再把氫氣用作汽車燃料,從能源效率上來講是不合算的。儲帶不便。氫氣在汽車上的儲帶十分不便。氣態(tài)儲帶,能量密度低的缺點(diǎn)很突出,如果要求氫氣汽車與汽油汽車保持同樣的行駛里程,則儲氣罐的體積約為汽油油箱的20倍;這對解決必要的行駛里程相當(dāng)困難;液態(tài)儲帶要求-253℃的溫,需要采用隔熱的油箱,且有蒸發(fā)損失,成本很高;金屬氫化物儲帶(即氣態(tài)氫在200~250個(gè)大氣壓下與某種金屬化合,形成幾毫米大小的固體金屬氫化物,把這種金屬氫化物帶在汽車上,使用時(shí)將其加熱分解,釋放出氫氣供內(nèi)燃機(jī)燃燒,剩余金屬可再次與氫氣化合,循環(huán)使用)方式進(jìn)展較大,似有更好的前景。動力性較差。氫氣雖然熱效率高,但其密度很小,在氣缸中將擠占相當(dāng)一部分容積,影響空氣量,反過來也影響了氫氣量。此外,氫的單位質(zhì)量熱值雖然高,但單位容積熱值低。這都會影響氫氣發(fā)動機(jī)的動力性。氫儲能主要勢是環(huán)保性能好。安徽氫燃料汽車加氫氣
“加氫站把高壓氫氣打到氫能巴車的氣瓶中,概需要10分鐘的時(shí)間,氫能巴可以行駛630公里左右?!爆F(xiàn)場的工作人員表示。據(jù)該工作人員介紹,空氣經(jīng)過空壓機(jī)和濾清器,氧氣被抽離出來,在電堆里與氫氣進(jìn)行反應(yīng)形成電,并在尾排的位置排出純凈的水。加氫站是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié),也是氫能實(shí)現(xiàn)規(guī)模利用的關(guān)鍵。燃料電池則是氫能汽車的“心臟”。這款搭載了“氫騰”燃料電池的巴,從材料到零部件,再到燃料電池電堆,均由國家電投自主研發(fā)。云南氫燃料汽車加氫氣制氫環(huán)節(jié)主要包括電解水制氫、煤制氫、天然氣制氫、生物質(zhì)制氫、光解制氫、熱化學(xué)制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫等方式。
2月10日,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》,關(guān)于氫能,其中提出:推行大容量電氣化公共交通和電動、氫能、先進(jìn)生物液體燃料、天然氣等清潔能源交通工具,完善充換電、加氫、加氣(LNG)站點(diǎn)布局及服務(wù)設(shè)施,降低交通運(yùn)輸領(lǐng)域清潔能源用能成本。我們認(rèn)為在政策持續(xù)的催化下,產(chǎn)業(yè)前景巨大。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入快車道氫能產(chǎn)業(yè)鏈較長,上游涉及氫氣制取、儲運(yùn)及加注等多個(gè)流程,中游為氫燃料電池及其系統(tǒng)配件的制造,氫能的下游利用途徑多種多樣,主要包括交通運(yùn)輸領(lǐng)域以及儲能、工業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(2020)》預(yù)測,2030年中國氫氣需求量3715萬噸,在終端能源消費(fèi)中占比約為5%,氫能在交通領(lǐng)域/發(fā)電等領(lǐng)域的應(yīng)用有望快速發(fā)展
氫燃料電池在整個(gè)反應(yīng)過程中的副產(chǎn)品只有熱量和水,不會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響,是一種非常理想的清潔能源。并且搭載氫燃料電池的車型只需五分鐘左右即可將氫氣加滿,相比于單次充滿電需要數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí)的純電動汽車,前者可以為消費(fèi)者節(jié)約量的時(shí)間成本。由于氫氣屬于易燃?xì)怏w,與空氣混合能形成性混合物,遇熱或明火會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),所以在運(yùn)輸過程中存在一定風(fēng)險(xiǎn)。此外,氫氣的體積較,車載儲氫系統(tǒng)一般都會采用高壓儲氫罐來保存氫氣,其制造成本較高。管道運(yùn)輸是具有發(fā)展?jié)摿Φ某杀具\(yùn)氫方式。
氫氣的著火點(diǎn)為500°C。純凈的氫氣與氧氣的混合物燃燒時(shí)放出紫外線。因?yàn)闅錃獗瓤諝廨p,所以氫氣的火焰傾向于快速上升,故其造成的危害小于碳?xì)浠衔锶紵奈:?。氫氣與所有的氧化性元素單質(zhì)反應(yīng)。氫氣在常溫下可自發(fā)的和氯氣(需要光照)反應(yīng),氫氣和氟氣在冷暗處混合就可,生成具有潛在危險(xiǎn)性的酸氯化氫或氟化氫。在帶尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣,觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的燒杯,過一會兒。我們可以看到,純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰(氫氣在玻璃導(dǎo)管口燃燒時(shí),火焰常略帶黃色)。用燒杯罩在火焰的上方時(shí),燒杯壁上有水珠生成,接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。氫氣在空氣里燃燒,實(shí)際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應(yīng),生成了水并放出大量的熱。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是:2H2+O2=點(diǎn)燃=2H2O反過來,氫氣可以用電解水的方式制備。根據(jù)站內(nèi)氫氣儲存相態(tài)不同,加氫站又分為氣氫加氫站和液氫加氫站。江西氫燃料汽車加氫工廠
液態(tài)氫是一種能燃料,可供發(fā)射火箭、宇宙飛船使用。安徽氫燃料汽車加氫氣
液氫槽罐車運(yùn)輸是將氫氣深度冷凍至21K液化,再裝入隔溫的槽罐車中運(yùn)輸,目前商用的槽罐車容量約為65m3,可容納4000kg氫氣。國外加氫站使用該類運(yùn)輸略多于高壓氣態(tài)長管拖車運(yùn)輸。管道運(yùn)輸分為氣態(tài)管道運(yùn)輸和液態(tài)管道運(yùn)輸兩類。氣態(tài)管道直徑約~、壓力范圍為1~3Mpa,每小時(shí)流量約310~8900kg氫氣,目前該類管道總長度已超過16000km,主要分布在美國、加拿大和歐洲等地,其投資成本較天然氣管道高50~80%,其中大部分的成本用于搜尋合適的地質(zhì)環(huán)境來布局管道線路;液態(tài)管道采用真空夾套絕熱技術(shù),由內(nèi)層和外層兩個(gè)等截面同心套管構(gòu)成,且兩個(gè)管套中間抽成真空狀態(tài),防止內(nèi)管內(nèi)液氫的溫度擴(kuò)散。安徽氫燃料汽車加氫氣