什么是气态氢储运?

气态氢的储存和运输是目前商业上最成熟的氢气处理方法,其原理是将氢气压缩至高压(通常为200-700巴),然后储存在钢制或复合材料气瓶、管束拖车或固定式储罐中。I型(全钢)和II型(钢内衬加纤维包裹)气瓶用于固定式工业应用,而III型(铝内衬加全纤维包裹)和IV型(聚合物内衬加全碳纤维包裹)气瓶由于重量较轻,常用于车载储存和加氢站。管束拖车——即安装在公路车辆上的多个高压气瓶——是目前将压缩氢气从生产地输送到加氢站和工业用户的标准方式。专用氢气管道则是规模化运输中最经济的方式。

关于气态氢储运的5个关键问题

气态氢的储存压力取决于应用场景。工业储气瓶通常工作压力为150-300巴。用于公路运输的氢气管式拖车的工作压力为200-500巴。燃料电池汽车的车载储气罐使用700巴(IV型复合气瓶)以最大限度地延长续航里程。加氢站的缓冲储气压力保持在500-900巴,以便快速加注氢气。更高的压力可以提高储存密度,但需要更多的压缩能量,并且对气瓶材料和安全系统提出了更高的要求。
IV型复合气瓶由聚合物(通常为高密度聚乙烯)内衬和碳纤维增强聚合物(CFRP)完全包裹而成。它们拥有所有气瓶类型中最高的氢气储存密度——这对于重量直接影响续航里程的车辆应用至关重要。额定压力为 700 巴的 IV 型气瓶是氢燃料电池乘用车和公交车的标准配置。中国已具备国内 IV 型气瓶生产能力,例如中材科技有限公司和北京天海等公司生产的气瓶符合国际安全标准。
降低气态氢储存成本的关键创新包括:先进的碳纤维制造技术降低了 IV 型气瓶的成本;自动化气瓶生产线提高了质量和产量;高强度钢合金使得 I/II 型气瓶的壁厚可以更薄;改进的阀门和调节器设计降低了泄漏和维护成本;以及数字化监控系统实现了基于状态的维护和延长维护周期。中国制造商正在这些领域进行大量投资,随着产量的增加,国内 IV 型气瓶的成本正在迅速下降。
气态氢储存受国际标准规范,包括ISO 11114(气瓶兼容性)、ISO 15869(车辆燃料箱)和EN 13322(可充装无缝钢瓶)。在中国,GB/T 35544涵盖车载高压氢气瓶,而GB 50516则规范加氢站的设计。中国政府的特种设备安全法规定,包括氢气瓶在内的压力容器必须由国家市场监督管理总局(SAMR)进行强制性检验和认证。
采用压缩气瓶、长管拖车和管道进行气态氢储存与运输,是当前氢气供应链的基础支撑。高性能 IV 型复合材料气瓶的研发以及不断扩展的管道网络,是推动中国氢能经济发展的关键因素。HE Shanghai 展示了来自中国及国际领先制造商的全系列气态氢储运设备与解决方案。

关键要点

利用压缩气瓶、管网拖车和管道进行气态氢的储存和运输是当今氢气供应链的支柱。高性能IV型复合气瓶的研发和管道网络的不断扩展是推动中国氢能经济发展的关键因素。上海氢能展(HE Shanghai)将展出来自国内外领先制造商的全系列气态氢储存和运输设备。
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