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四種氫儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)現(xiàn)狀

2022-03-17 來源：中國(guó)氫能與燃料電池網(wǎng) 瀏覽數(shù)：963

在氫能源發(fā)展方面，我國(guó)面臨的最主要的挑戰(zhàn)是氫能的儲(chǔ)運(yùn)。氫能儲(chǔ)運(yùn)包括氫氣的儲(chǔ)存以及氫能源的運(yùn)輸。

　　在氫能產(chǎn)業(yè)里，氫能的高密度儲(chǔ)運(yùn)是氫能發(fā)展的重要突破口，同時(shí)也是我國(guó)氫能布局的瓶頸。

　　在氫能源發(fā)展方面，我國(guó)面臨的最主要的挑戰(zhàn)是氫能的儲(chǔ)運(yùn)。氫能儲(chǔ)運(yùn)包括氫氣的儲(chǔ)存以及氫能源的運(yùn)輸。

　　氫能儲(chǔ)存

　　對(duì)儲(chǔ)氫技術(shù)要求是安全、大容量、低成本以及取用方便。目前，儲(chǔ)氫方法主要分為低溫液態(tài)儲(chǔ)氫、高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固體材料儲(chǔ)氫及有機(jī)液體儲(chǔ)氫4種。

　　高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫

　　高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù)是目前我國(guó)最常用的儲(chǔ)氫技術(shù)。通過高壓將氫氣壓縮到一種耐高壓的容器中，氫氣的儲(chǔ)量與儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力成正比。通常采用氣罐作為容器，存儲(chǔ)能耗低、成本較低，還能通過減壓閥調(diào)控氫氣的釋放，目前高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫已成為較為成熟的儲(chǔ)氫方案。

　　未來，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫還需向高壓化、輕量化、低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的方向發(fā)展，繼續(xù)探索新型儲(chǔ)氫罐材料以匹配更高壓力下的儲(chǔ)氫需求，提高儲(chǔ)氫安全性和經(jīng)濟(jì)性。

　　低溫/有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫

　　1）低溫液態(tài)儲(chǔ)氫是先將氫氣液化，然后儲(chǔ)存在低溫絕熱真空容器中。該方式的優(yōu)點(diǎn)是氫的體積能量很高，由于液氫密度為70.78，是標(biāo)況下氫氣密度的近850倍，就算將氫氣壓縮，氫氣態(tài)單位體積的儲(chǔ)存量也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及液態(tài)儲(chǔ)存。

　　2）有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫是通過加氫反應(yīng)將氫氣與甲烷（TOL）等芳香族有機(jī)化合物固定，形成分子內(nèi)結(jié)合有氫的甲基環(huán)己烷（MCH）等飽和環(huán)狀化合物，從而可在常溫和常壓下，以液態(tài)形式進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并在使用地點(diǎn)在催化劑作用下通過脫氫反應(yīng)提取出所需的氫氣。

　　固體材料儲(chǔ)氫

　　根據(jù)固態(tài)材料儲(chǔ)氫機(jī)制的差異，主要可將儲(chǔ)氫材料分為物理吸附型儲(chǔ)氫材料和金屬氫化物儲(chǔ)氫合金兩類，其中，金屬氫化物儲(chǔ)氫是目前最有希望且發(fā)展較快的固態(tài)儲(chǔ)氫方式。

　　氫能運(yùn)輸

　　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，主要有氣氫輸送、液氫輸送和固氫輸送 3 種方式。

　　氣氫輸送

　　氣態(tài)輸運(yùn)分為長(zhǎng)管拖車和管道輸運(yùn)2種，長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸壓力一般為，我國(guó)長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)較為成熟，但在長(zhǎng)距離大容量輸送時(shí)，成本較高，整體落后于國(guó)際先進(jìn)水平。而管道運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸送的重要方式。

　　液氫輸送

　　液態(tài)輸運(yùn)適合遠(yuǎn)距離、大容量輸送，可以采用液氫罐車或者專用液氫駁船運(yùn)輸。采用液氫輸運(yùn)可以提高加氫站單站供應(yīng)能力，日本、美國(guó)已經(jīng)將液氫罐車作為加氫站運(yùn)氫的重要方式之一。

　　固氫輸送

　　通過金屬氫化物存儲(chǔ)的氫能可以采取更加豐富的運(yùn)輸手段，駁船、大型槽車等運(yùn)輸工具均可以用來運(yùn)輸固態(tài)氫。

　　300km以上的運(yùn)輸距離，運(yùn)輸成本排序?yàn)長(zhǎng)OHC

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