从汽车到船舶,从工厂到家庭,氢能出现在社会生产生活各个方面,不少大型城市开始兴建加氢站等基础设施,氢能源技术与产业得到大规模推广。作为氢能生产大国和使用大国,有力推动氢能发展。在交通领域,2022年我国氢能源汽车保有量突破万辆,预计到2025年有望增至10万辆。在旺盛的需求引导下,绿氢制取的成本降低。目前,绿氢主要通过电解水来制取,成本的80%来自电解过程的能耗。根据工作原理、温度以及所用电解池材料的不同,电解水制氢可分为碱性电解水、质子交换膜电解水、高温固体氧化物电解水3类。碱性电解水技术成熟度较高,具有成本优势,是现有大规模绿氢工程项目的主要方案。质子交换膜电解水技术效率高于碱性电解水,系统集成简单,但需要使用贵金属铂、铱等作为催化剂,目前设备成本约为碱性电解水的3倍,未来需通过新型催化剂的开发和膜电极制备技术的发展提升性价比。高温固体氧化物电解水技术,则是在500—800摄氏度高温下,将电能和热能转化为化学能(氢能),氢气被分离出来,被认为是理论效率的电解水制氢技术。综合来看,发展新型电解质材料、提高关键材料寿命、优化工作温度成为电解制氢技术的发展方向。煤气化制氢:成本较低,但面临焦炭供给减少的影响。湖南甲醇天然气制氢设备
吸附平衡是指在一定的温度和压力下,吸附剂与吸附质充分接触,吸附质在两相中的分布达到平衡的过程,吸附分离过程实际上都是一个平衡吸附过程在实际的吸附过程中,吸附质分子会不断地碰撞吸附剂表面并被吸附剂表面的分子力束缚在吸附相中;同时,吸附相中的吸附质分子又会不断地从吸附分子或其他吸附质分子得到能力,从而克服分子力离开吸附相,当一定时间内进入吸附相的分子数和离开吸附相的分子数相等时,吸附过程就达到了平衡。在一定的温度和压力下,对于相同的吸附剂和吸附质,该动态平衡吸附量是一个定值。在变压吸附气体分离装置常用的几种吸附剂中,活性氧化铝类属于对水有强亲和力的固体,一般采用三水合铝或三水铝矿的热脱水或热活化法制备,主要用于气体的干燥。活性炭类吸附剂的特点是:其表面所具有的氧化物基团和无机物杂质使表面性质表现为弱极性或无极性,加上活性炭所具有的特别大的内表面积,使得活性炭成为一种能大量吸附多种弱极性和非极性有机分子的广谱耐水型吸附剂。沸石分子筛类吸附剂是一种含碱土元素的结晶态偏硅铝酸盐,属于强极性吸附剂,具有较高的吸附能力。湖南甲醇天然气制氢设备创新型天然气制氢设备推动制氢技术进步。
氢能可以发挥清洁无污染、转化效率高等优势,实施传统化石燃料替代,实现交通运输行业低碳化转型。在道路交通领域,燃料电池大巴、重型卡车、物流车、拖车等大功率、长续航商用车相比于纯电动汽车,具有加注时间短及续航里程长等优势。燃料电池有轨电车除具有清洁、环保、高效等优势外,还无需复杂的地面供电系统,可以大幅节省造价。在船运领域,氢及氢基燃料可实现对长途船运的脱碳改造,满足国际公约和法规对船舶日趋严格的排放要求。在航空领域,绿氢和二氧化碳合成航空燃油,是长距离航空交通的有效脱碳方案。
电解槽:电解槽是制氢站的设备,通过电解水制取氢气和氧气。如果电解槽的密封不良或设备损坏,可能会导致氢气泄漏。气体冷却器:在纯化后的氢气需要经过冷却器降温。如果冷却器发生泄漏,可能会造成氢气排放。为防止这种情况,应强化冷却器的设计和操作,并定期进行维护和检查。压缩机:压缩机也是制氢站中容易出现氢气泄漏的设备。设备的振动或操作不当都可能导致泄漏。储罐区:储罐区也是氢气泄漏的易发区域。如果储罐存在缺陷或维护不当,如储罐密封垫片老化、破裂,或者储罐内部腐蚀、磨损等,都可能导致氢气泄漏。充装口/卸料口:这些部件的密封性能不佳或老化可能会导致氢气泄漏。例如,阀门密封垫片老化、破裂,或者阀门操作不当都可能引起氢气泄漏。天然气制氢是众多利用天然气作为原料进行加工产品的其中一种,利用天然气制氢进行生产和开发。
氢能作为各个能源之间的桥梁,正迎来重大发展机遇。未来应聚焦氢能领域关键技术,着眼于氢能产业链发展路径,着力打造产业创新支撑平台,聚焦氢能重点领域和关键环节,加快氢能综合应用示范区建设,构建自主可控、安全可靠的生产供应体系。氢能因其大规模和长期的应用优势,在终端能源需求中的潜在占比预计可达15%至20%,适用于作为燃料、原料及储能手段。当前,突破绿氢的关键技术并降低其成本是推动氢能需求增长的因素。氢能储运装备技术是氢能产业发展的重要环节,承担着供需市场连接的桥梁作用。据介绍,氢气的输运成本占用氢成本的30%左右,是氢能产业能否大规模应用的关键因素,尤其是重型运输和分布式供能已成为氢能商业应用初期的主要增长市场。氢能因其大规模和长期的应用优势,在终端能源需求中的潜在占比预计可达15%至20%。湖南甲醇天然气制氢设备
现代化天然气制氢设备保障氢气生产的连续性。湖南甲醇天然气制氢设备
除了作为化工原料(如石油炼化、合成氨、合成甲醇)和工业工艺气体(如钢铁、半导体行业还原剂)等传统使用方式外,绿氢还可以作为能源、燃料来使用。氢燃料电池是目前被看好的氢能利用路线。氢燃料电池汽车具备零排放、零污染、无噪声、补充燃料快、续航能力强等优势。2022年北京冬奥会期间,超过1000辆氢能源汽车使用,并配备了30多个加氢站,这是迄今为止氢燃料电池汽车在全球规模的集中示范运营。在新技术加持下,氢能交通工具可以实现风、光、水到氢再到水的“无碳物质闭环”,构成绿色发展的一次次清洁能量循环。比如氢能源市域列车,以每天500公里里程计,每年大约可减少10余吨二氧化碳排放。未来,氢能大巴、氢能重卡、氢动力船舶、氢动力无人机等都可能出现,氢能交通工具也有望与其他新能源交通工具一道,构筑城乡发展的运力网络。湖南甲醇天然气制氢设备