第1章 氢气存储与运输概述.pptx

氢 气 存 储 与 运 输 概 述 低温液态储运氢 《氢气储存和运输》概 论01高压气态储运氢0203富氢液态化合物储运氢04固态储运氢05目 录CONTENTS各类储运氢方式的对比0607氢储运过程的氢安全 01概 论 《氢气储存和运输》 概 论氢（H）是一种化学元素，在元素周期表中位列第一位。氢主要以化合态形式出现，而通常情况下，氢的单质形态为氢气。氢气是已知密度最小的气体，由双原子分子组成，无色、无味，具有还原性，可从水、化石燃料等含氢物质中制取，是重要的工业原料及能源载体。氢能是指以氢气作为原料、来源广泛、清洁无碳、应用场景丰富的可再生能源。作为新型能源之一，氢能拓展程度相对较低，但环保效果极佳，具备热值高、制取成本较低、零碳排放等多重优点，可用于储能、发电、交通工具燃料驱动、家用燃料等。技术指标氢气汽油蒸汽天然气爆炸极限（%）4.1~751.4~7.65.3~15燃烧点能量（MJ）0.020.20.29扩散系数（m2/s）6.11×10-50.55×10-51.61×10-5热值（MJ/kg）1424447.5氢气、汽油蒸汽、天然气对比 《氢气储存和运输》 概 论氢能产业主要分为制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等环节。氢能供应体系，以实现绿色经济高效便捷的氢能供应体系为目标，中国将在氢的制储运加各环节逐渐突破。制氢化石能源制氢为目前主流，而电解水制氢是未来最具潜力的绿色制氢方式储氢目前高压气储氢为主流，未来液氢、富氢液体、固体氢化物等先进储氢技术待突破运氢与储氢方式紧密相关，气态储运、液态储运、固态储运等不同运气方式适宜不同应用场景加氢加氢站为重要基础设施，到2025年我国加氢站建设目标为至少1000座用氢氢气作为燃料，主要通过燃料电池或氢内燃机的方式转换成电能或动能，并用于氢燃料汽车、季节性储能、分布式发电等领域；或作为原料，用于氢冶金或氢化工等领域 《氢气储存和运输》 概 论氢能产业的主要环节 《氢气储存和运输》 概 论根据储氢方式的不同，氢气的储存和运输可以划分为高压气态储运氢、液态储运氢、固态储运氢。高压气态储运氢高压气态储运氢主要分为高压气瓶和管道输氢，前者将氢气储存在容器中进行运输，而后者则通过管道进行连续性运输。液态储运氢液态储运氢主要分为液氢储运和富氢化合物储运，前者是将氢气降温至-253℃液化成液氢进行储运，后者是将氢气储存在富氢化合物（如液氨、甲醇、甲苯、二甲基咔唑等）中进行储运，并通过催化加氢/脱氢的方式进行氢气储存和释放。固态储运氢固态储氢材料的种类繁多，大体可分为储氢合金及金属氢化物（如稀土基、Ti基、Mg基、V基等）、配位氢化物（如LiAlH4、NaBH4等）、金属氮氢化合物（如LiNH2、LiAl(NH2)4等）、氨硼烷及衍生物（如NH3BH3、LiNH2BH3等）、金属有机框架材料（如ZIF-8等）、碳材料（如石墨烯、纳米碳管等）等。 《氢气储存和运输》 概 论在众多储运氢技术中，高压气瓶是最为成熟的储运氢技术；管道输氢和液氢在国外已有较为成熟的应用，但是国内的工程应用相对缺乏；富氢化合物和固态储运氢技术处于产业化发展初期，只有少量示范应用。根据《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，我国未来的储运氢方式是高密度、轻量化、低成本、多元化的氢储运体系，多种储运氢方式应根据应用场景的不同进行合理选择。 《氢气储存和运输》 概 论氢气储存与运输的主要方式 《氢气储存和运输》 02高 压 气 态 储 运 氢 《氢气储存和运输》 高 压 气 态 储 运 氢（一）高压气瓶根据高压储氢容器的不同使用要求，高压储氢可分为固定式高压储氢和移动式高压储氢（车载轻质高压储氢和运输用高压储氢）。车载轻质高压储氢运输用高压储氢移动式高压储氢固定式高压储氢 《氢气储存和运输》 高 压 气 态 储 运 氢1、固定式高压储氢固定式高压储氢主要应用于加氢站储氢，是为适应其大规模、低成本储存的要求发展起来的。据H2stations.org的统计，截至2020年底，全球共建成加氢站553座，其中约430座加氢站采用高压储氢技术。同年底，中国共建有118个加氢站（不包括3个拆除的加氢站），投产率超过85%，均采用高压储氢技术，其中大部分，如安亭加氢站、张家口加氢站、东华能源加氢站等采用35 MPa的加氢标准，少部分如常熟丰田加氢站采用70MPa加氢标准，而其他国家地区大部分如德国汉堡港口新城加氢站、美国加利福尼亚本田加氢站等均采用70MPa的加氢标准。 《氢气储存和运输》 高 压 气 态 储 运 氢氢气的存储是加氢站中最重要的一环，一般有两种存