什麼是氣態氫儲運?
氣態氫的儲存和運輸是目前商業上最成熟的氫氣處理方法,其原理是將氫氣壓縮至高壓(通常為200-700巴),然後儲存在鋼制或複合材料氣瓶、管束拖車或固定式儲罐中。I型(全鋼)和II型(鋼內襯加纖維包裹)氣瓶用於固定式工業應用,而III型(鋁內襯加全纖維包裹)和IV型(聚合物內襯加全碳纖維包裹)氣瓶由於重量較輕,常用於車載儲存和加氫站。管束拖車——即安裝在公路車輛上的多個高壓氣瓶——是目前將壓縮氫氣從生產地輸送到加氫站和工業使用者的標準方式。專用氫氣管道則是規模化運輸中最經濟的方式。
關於氣態氫儲運的5個關鍵問題
氣態氫的儲存壓力取決於應用場景。 工業儲氣瓶通常工作壓力為150-300巴。 用於公路運輸的氫氣管式拖車的工作壓力為200-500巴。 燃料電池汽車的車載儲氣罐使用700巴(IV型複合氣瓶)以最大限度地延長續航里程。 加氫站的緩衝儲氣壓力保持在500-900巴,以便快速加註氫氣。 更高的壓力可以提高儲存密度,但需要更多的壓縮能量,並且對氣瓶材料和安全系統提出了更高的要求。
IV型複合氣瓶由聚合物(通常為高密度聚乙烯)內襯和碳纖維增強聚合物(CFRP)完全包裹而成。 它們擁有所有氣瓶類型中最高的氫氣儲存密度——這對於重量直接影響續航里程的車輛應用至關重要。 額定壓力為 700 巴的 IV 型氣瓶是氫燃料電池乘用車和公交車的標準配置。 中國已具備國內IV型氣瓶生產能力,例如中材科技有限公司和北京天海等公司生產的氣瓶符合國際安全標準。
降低氣態氫儲存成本的關鍵創新包括:先進的碳纖維製造技術降低了IV型氣瓶的成本; 自動化氣瓶生產線提高了質量和產量; 高強度鋼合金使得 I/II 型氣瓶的壁厚可以更薄; 改進的閥門和調節器設計降低了洩漏和維護成本; 以及數位化監控系統實現了基於狀態的維護和延長維護週期。 中國製造商正在這些領域進行大量投資,隨著產量的增加,國內IV型氣瓶的成本正在迅速下降。
氣態氫儲存受國際標準規範,包括ISO 11114(氣瓶相容性)、ISO 15869(車輛燃料箱)和EN 13322(可充裝無縫鋼瓶)。 在中國,GB/T 35544涵蓋車載高壓氫氣瓶,而GB 50516則規範加氫站的設計。 中國政府的特種設備安全法規定,包括氫氣瓶在內的壓力容器必須由國家市場監督管理總局(SAMR)進行強制性檢驗和認證。
採用壓縮氣瓶、長管拖車和管道進行氣態氫儲存與運輸,是當前氫氣供應鏈的基礎支撐。 高性能IV型複合材料氣瓶的研發以及不斷擴展的管道網路,是推動中國氫能經濟發展的關鍵因素。 HE Shanghai 展示了來自中國及國際領先製造商的全系列氣態氫儲運設備與解決方案。
關鍵要點
利用壓縮氣瓶、管網拖車和管道進行氣態氫的儲存和運輸是當今氫氣供應鏈的支柱。高性能IV型複合氣瓶的研發和管道網路的不斷擴展是推動中國氫能經濟發展的關鍵因素。上海氫能展(HE Shanghai)將展出來自國內外領先製造商的全系列氣態氫儲存和運輸設備。