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站内储氢“多元化”选择

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-11-04 14:54:13    浏览次数:542
导读

目前,由于国内氢气的储运方式只有高压气态相对成熟,因此在我国建设的加氢站,主要采用高压储罐来进行氢气的储存。储罐的型式主要分为储氢瓶式容器组和储氢罐。

目前,由于国内氢气的储运方式只有高压气态相对成熟,因此在我国建设的加氢站,主要采用高压储罐来进行氢气的储存。储罐的型式主要分为储氢瓶式容器组和储氢罐。根据统计数据显示,中国已经建成的加氢站中,采用储氢容器组的站点数量占比达79%,而采用单体储氢罐的站点数量占比则为21%。

然而,随着储氢技术的不断突破和发展,液氢、固态储氢以及有机液态储氢等储氢方式已经在加氢站得到了示范性的应用,站内储氢方式正朝着多元化的方向发展。

液氢

液氢的重量是常压气态氢的780倍,具有储存重量比高、储运方便、工作压力安全等优点。此外,液氢的纯度可以达到99.9999%,经过进一步的纯化后,完全可以满足大规模使用超纯氢的需求。

我国的第一座液氢加氢站已经在2021年完工,位于嘉兴市平湖地区。该站内设有一个容量为14立方的液氢储罐。然而,势银(TrendBank)的实地考察调查发现,由于相关标准和配套设施尚未完善,该站的液氢储存部分尚未投入使用,仍然采用着传统的“气储气加”模式,而不是现代化的“液储气加”模式。

今年以来,随着企业加大布局力度,液氢加氢站取得了多项进展。

阜阳发改委于8月30日发布了《关于液氢储存和运输型气氢加注示范项目核准前公示》,该项目的建设目标是完成液氢加氢站系统的集成调试工作,使加氢站具备35MPa和70MPa的加注能力,站内液氢储量≥1000kg,峰值加氢能力≥1000kg/天,氢气加注的能耗要求不超过2.00kWh/kg-H2,并且成功地进行了液氢加氢站的示范运营。

航天氢能8月8日成功地进行了轻量化高压液氢汽化器的试验,这一产品是航天氢能自主研发的。试验中,汽化器的工作压力达到了88MPa,并且核心参数均达到了预期目标。这是国内首次进行液氢汽化器真实介质试验,试验的压力达到了90MPa级,填补了国内高压液氢测试领域的空白。

空气产品公司(AP)液氢示范应用项目签约仪式于6月19日在上海嘉定举行,这个加氢站项目是AP公司在上海地区实施的首个示范项目,采用了国际领先的液氢技术。

在四月份,航天101所成功突破了液态储氢加氢站的总体设计技术,建立了国内第一个液氢储存加氢站的关键装备开发验证平台。

航天101所的自主研发项目“液态储氢加氢示范系统及其关键设备研制”的课题于3月份成功通过了航天科技集团的验收。

此外,中科富海、国富氢能、中海乌太等企业在液氢装备领域取得了重大进展,进一步推动了液氢在民用领域如加氢站的应用。

从液氢的能源属性来看,液氢在加氢站的最佳应用方式是“液储液加”。然而,由于目前液氢的实际使用权未确定,因此即使一些企业如未势能源、奥杨科技等推出了车用液氢储氢系统,但由于无法进行实际测试和验证,因此无法得到足够的数据。

鉴于此,势银能链认为,在当前氢能在交通领域发展的趋势下,先示范建设小规模的“液储气加”型加氢站,完善和优化站内的液氢储氢模式,然后逐步推进建设和运营“液储液加”型加氢站,这是一个循序渐进的方法,具备一定的可行性。

固态氢储存、有机液态氢储存

固态储氢与高压气态储氢和液氢储氢不同,它利用固体材料通过物理吸附和化学反应将氢气储存在固体模块中。固态储氢可以获得较高的氢气储存密度,无论是体积上还是质量上,相对于其他方法而言它占用的地面面积也较小。

有机液态储氢技术是使用富含不饱和化学键的液体有机物(比如烯烃、炔烃和芳香烃)作为储存氢气的载体。通过加氢反应释放热量来储存氢气,并通过脱氢反应吸收热量来释放氢气。

因此,在一定程度上,这两种氢气储存方式具有相似之处。当应用于氢气加氢站时,这两种储存方式的工作条件是常温常压或常温低压,因此在安全性上相对较好。

今年以来,固态储氢技术和有机液态储氢技术都取得了重大突破,而且在建设加氢站方面已经有了一些项目的实施。

2021年1月,武汉氢阳能源有限公司与中国化学建投公司、贵州氢能效率能源科技有限公司等企业合作,成功打造了全球首个“常温常压有机液态储氢加注一体化及氢能综合利用项目“。这个项目位于上海金山碳谷绿湾,经过多次试运行,于7月6日第三次成功开展,实现了全流程的连续运行。

在3月份,广州南沙小虎岛的电氢智慧能源站已经建设完毕。这个能源站是国内第一个应用固态储供氢技术的电网侧储能型加氢站,实现了从电解水制氢,到固态氢储存,再到加氢、燃料电池发电和余电并网的全过程。这个站点成功地将氢和电能融合在一起。

瀚锐氢能集团于6月25日在佛山市南海区丹灶举行了“液态有机储氢加氢站供氢示范项目”的开工仪式。该项目采用了国内首创的液态有机储氢技术,为加氢站提供氢气。

但需要注意的是,就目前加氢站的建设情况而言,无论是固态储氢还是有机液态储氢,都需要经历吸氢、储氢和放氢的过程。在放氢之后,还需要通过压缩机将氢气压缩到站内的高压储罐中,因此无法直接给氢动力车加注氢气,只能起到类似于“充电宝”的作用。此外,这两种储氢技术在放氢的过程中基本上需要吸热,因此在加氢站内还需要额外配置换热和冷却设备,这将在一定程度上增加整体成本。

势银能链认为,在加氢站领域应用固态储氢和有机液态储氢这两种纯粹的储氢技术时,需要根据实际应用需求进行灵活选择。可以将它们作为储能手段应用于制氢加氢一体站中,也可以用于低压储氢叉车、两轮车等低压加注。而不应盲目地将它们仅仅作为扩充站内储氢容量的手段。


 
(文/小编)
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