Q1
氫是什么?
氫氣,化學式為H2,分子量為2.01588,常溫常壓下,是一種極易燃燒的氣體。無色透明、無臭無味且難溶于水的氣體。氫氣是世界上已知的密度最小的氣體,氫氣的密度只有空氣的1/14,即在1標準大氣壓和0℃,氫氣的密度為0.089g/L。
Q2
大家常說的灰氫、藍氫、綠氫指的是什么?
灰氫(gray hydrogen):使用化石燃料制取氫氣,并對釋放的二氧化碳不做任何處理。藍氫(blue hydrogen):使用化石燃料制取氫氣,同時對釋放的二氧化碳進行捕集和封存。綠氫(green hydrogen):使用可再生能源發(fā)電電解或光解制取的氫氣。
Q3
碳中和。當一個組織在一年內的二氧化
碳排放通過二氧化碳去除技術應用達到平衡,就是碳中和或凈零二氧化碳排放。
Q4
氫氣的安全性如何?
氫氣具有燃點低,爆炸區(qū)間范圍寬和擴散系數大等特點,長期以來被作為?;饭芾怼錃鈹U散系數是汽油的12倍,發(fā)生泄漏后極易消散,不容易形成可爆炸氣霧,爆炸下限濃度遠高于汽油和天然氣。因此,在開放空間情況下安全可控。氫氣在不同形式受限空間中,如隧道、地下停車場的泄漏擴散規(guī)律仍有待深入研究。
Q5
氫能產業(yè)鏈包含什么?
氫能產業(yè)鏈包括制氫、儲運氫、加氫與氫的綜合應用。
Q6
制氫有哪些方法?
目前,氫的制取產業(yè)主要有三種較為成熟的技術路線:一是以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫;二是以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業(yè)副產氣制氫;三是電解水制氫。
Q7
什么叫做氫燃料電池?
氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發(fā)生反應后,放出電子通過外部的負載到達陰極。
Q8
目前有哪些儲運方式?
目前國際上主要氫氣儲運技術包括氣態(tài)儲運(長管拖車、管道)、液氫儲運、氫載體儲運和固態(tài)儲運。氣態(tài)儲運氫環(huán)節(jié)涉及的核心技術裝備主要有長管拖車用高壓管束儲氫瓶與管道。低溫液態(tài)儲運氫涉及的核心技術裝備主要有氫液化裝置與液氫儲罐。有機液體儲運氫涉及的核心技術裝備 主要有供熱脫氫裝置。在實際應用中,可根據
運輸距離和運輸規(guī)模,選擇最經濟的儲運氫技術。
Q9
氫氣儲存有什么難點?
自從18世紀拉瓦錫給氫命名以來,對氫的研究已有200多年的歷史,氫作為一種氣態(tài)物質,人們一直致力于通過提高氫的密度將其儲存來提高氫能利用的效率,但氫氣儲存難度較大,主要有以下三點原因。第一,所有元素中氫的重量最輕,在標準狀態(tài)下,它的密度為0.0899g/L,為水的密度的萬分之一。在-252.7℃時,可變成為液體,密度為70g/L,僅為水的十五分之一。第二,作為元素周期表上的第一號元素,氫的原子半徑非常小,氫氣能穿過大部分肉眼看不到的微孔。不僅如此,在高溫、高壓下,氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。第三,氫氣非?;顫?,穩(wěn)定性極差,泄露后易發(fā)生燃燒和爆炸。氫氣的爆炸極限:4.0~74.2%(氫氣的體積占混合氣總體積比)。
Q10
氫能源有哪些特點?
(1)氫燃燒性能好,點燃快,與空氣混合時有廣泛的可燃范圍,而且燃點高,燃燒速度快。(2)氫本身無毒,與其他燃料相比氫燃燒時最清潔,除生成水和少量氮化氫外不會產生諸如一氧化碳、二氧化碳、碳氫化合物、鉛化物和粉塵顆粒等對環(huán)境有害的污染物質,少量的氮化氫經過適當處理也不會污染環(huán)境,而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫,反復循環(huán)使用。(3)氫能利用形式多,既可以通過燃燒產生熱能,在熱力發(fā)動機中產生機械功,又可以作為能源材料用于燃料電池,或轉換成固態(tài)氫用作結構材料。用氫代替煤和石油,不需對現(xiàn)有的技術裝備作重大的改造現(xiàn)在的內燃機稍加改裝即可使用。(4)氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn),能適應貯運及各種應用環(huán)境的不同要求。由以上特點可以看出氫是一種理想的新的含能體能源,但是要利用氫能必須制備氫能和儲運氫能,氫的規(guī)模制備是氫能應用的基礎,氫的規(guī)模儲運是氫能應用的關鍵,氫燃料電池汽車是氫能應用的主要途徑和最佳表現(xiàn)形式,三方面只有有機結合才能使氫能迅速走向實用化,目前國內外主要從事氫的規(guī)模制備和氫的規(guī)模儲運的開發(fā)研究,并取得了一定的進展。
Q11
什么叫做液氫?
液氫是由氫氣經過降溫而得到的液體,是一種無色、無味的高能低溫液體燃料。一個大氣壓下的正常氫沸點為20.37 K(-252.78℃),凝固點為13.96 K(-259.19℃),密度為70.85 kg/m3。
Q12
什么叫做固態(tài)氫?
固態(tài)氫是一種無機物,即氫氣的固態(tài)形式。化學式為H2,具有密度很小的性質。在溫度為-252.87℃時,氣態(tài)氫可轉變成無色的液體;-259.1℃時,液態(tài)氫可變成雪花狀固體。
Q13
氫燃料電池主要應用于哪些領域?
氫燃料電池主要應用于固定領域、運輸領域、便攜式領域等三大領域。目前氫燃料電池的主流發(fā)展方向是氫燃料電池汽車。燃料電池直接將燃料的化學能轉化成電能,能量轉換效率高。相比純電動車搭載的動力鋰電池,氫燃料電池質量輕,補充能量的時間短,加氫只需3至5分鐘,續(xù)航里程長,大于600千米。
Q14
什么叫做加氫站?
加氫站是給燃料電池汽車提供氫氣的燃氣站,最早的氫氣加注站也許可以追溯到1980年代位于美國Los Alamos的加氫站。
Q15
全國首個全商業(yè)化運營的加氫站在哪?
全國首個全商業(yè)化運營的加氫站位于廣東省佛山市南海區(qū)丹灶鎮(zhèn)。該項目采用政府主導、政府和企業(yè)共同投入的“1+1+N”模式,開展氫燃料電池汽車商業(yè)化運行工作。
Q16
什么叫做可再生氫氣?
可再生氫氣生產過程中所產生的溫室氣體排放的限值與清潔氫相同,且氫氣的生產所消耗的能源為可再生能源??稍偕茉搭愋头秶?010年4月1日施行的《中華人民共和國可再生能源法》。
Q17
什么叫做低碳氫?
低碳氫是指生產過程中所產生的溫室氣體排放值低于特定限值的氫氣。這里的特定限值為14.51kg CO2e/kg H2。
備注:氫氣的熱量按低熱值選取,即120.0MJ/kg。
Q18
什么叫做清潔氫?
清潔氫是指生產過程中所產生的溫室氣體排放值低于4.90kg CO2e/kg H2的氫氣。備注:氫氣的熱量按低位熱值選取,即120.0MJ/kg。
Q19
加氫站的氫氣來源有哪些?
長管拖車運輸供應高壓氣態(tài)氫,一輛拖車運輸25~35MPa的高壓氫氣約5000Nm3;加氫站內自備水電解解氫裝置或天然氣轉化制氫裝置,制取氫氣經加壓、儲存供應氫氣;氫氣管道輸送氫氣只是個別的;液態(tài)氫槽車供應液態(tài)氫,在加氫站內設液態(tài)氫儲罐,以液態(tài)氫直接對氫能汽車上的液氫貯罐加氫。
Q20
加氫站有哪些分類?
加氫站按照站內是否有制氫設備,可以分為外供氫和站內制氫加氫站。而加氫站通過外部供氫和站內制氫獲得氫氣后,經過調壓干燥系統(tǒng)處理后轉化為壓力穩(wěn)定的干燥氣體,隨后在氫氣壓縮機的輸送下進入高壓儲氫罐儲存,最后通過氫氣加注機為燃料電池汽車進行加注。
Q21
加氫站系統(tǒng)有哪些核心裝備?
加氫站系統(tǒng)的三大核心裝備為氫氣壓縮機、儲氫系統(tǒng)(中國目前均為高壓儲氫系統(tǒng))和氫氣加注機。
Q22
加氫站中成本占比最大的裝備是什么?
加氫站成本中占比最大的是壓縮機,其次是儲氫設備。
Q23
氫氣壓縮機有哪些分類?
氫氣壓縮機根據技術路線,主要分為液壓活塞式氫氣壓縮機、隔膜式氫氣壓縮機和離子壓縮機。
Q24
什么叫做儲氫裝置?
加氫站中用于充裝高壓氫氣且安裝在固定位置的裝置,包括儲氣罐儲氫裝置和無縫管式儲氣瓶儲氫裝置。
Q25
儲氫裝置需要設置什么安全附件?
超壓泄放裝置;壓力測量儀表、壓力傳感器;氫氣泄漏報警裝置;氮氣吹掃置換接口;位于儲氫裝置頂部的氫氣排放管。
Q26
儲氫裝置的切斷閥有什么要求?
儲氫裝置的切斷閥宜采用截止閥或者球閥。
Q27
影響我國氫氣售價的最主要因素是什么?
中國加氫站氫氣售價價格組成包括:氫氣成本、加氫站維護、加氫站可變成本、儲壓器、壓縮機、其他固定資產。其中影響我國氫氣售價的最主要因素是包括制氫和儲運氫氣在內的氫氣成本部分,其中氫氣成本占70%。
Q28
外供氫加氫站的建設成本構成?
由于各種各樣的原因,如站址選擇、規(guī)模、競爭的考慮,加氫站的建設成本披露較少。從國外的數據來看,規(guī)模為200-300kg/d的加氫站,建設成本大概為2-3百萬美元(折合人民幣1340-2000萬),其中固定資產為1.5-2百萬美元(折合人民幣1000-1340萬);德國的加氫站要便宜些,位于Bonhoff的加氫站大概100百萬歐元(折合人民幣756萬)。
Q29
氫氣爆炸的必備條件是什么?
氫氣爆炸極限是4.0%~75.6%(體積濃度),意思是如果氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%~75.6%之間時,遇火源就會爆炸,而當氫氣濃度小于4.0%或大于75.6%時,即使遇到火源,也不會爆炸。
Q30
氫氣爆炸的原理?
氫氣爆炸的過程當在一定空間內部如一容器中的氫氣含量處于爆炸極限內時,遇到明火,局部首先著火,并放出大量的熱量,使生成的水蒸汽體積膨脹,壓力急劇增大,在極短的時間內完成燃燒,同時引燃周圍混合氣體燃燒,空間內的壓力猛然急劇增大,這就形成了爆炸。
Q31
氫能源在安全性上有什么優(yōu)點
氫氣具有很高的擴散系數和浮力,泄露時濃度會迅速降低。如果發(fā)生爆炸,氫氣的爆炸能量是常見燃氣中最低的,就單位體積爆炸能而言,氫氣爆炸能僅為汽油氣的1/22。
Q32
加氫設備、輸送管道等的防泄漏措施處理;加氫站內配置的電氣元件應為防爆器件,同時采取可靠的防靜電措施,防止因靜電導致著火爆炸等事故的發(fā)生;加氫站內應設置排風排氣裝置,及時排除泄漏的氫氣;加氫站中的加注模塊應具備安全聯(lián)鎖功能和過壓保護功能;由于高電位氫流會使氫氣在空氣中燃燒,還要防止高速氫流與儲氫瓶之間摩擦導致的高電位氫流等等。
Q33
《氫氣使用安全技術規(guī)程》中規(guī)定,輸入系統(tǒng)的氫氣含氧量不得超過多少?
輸入系統(tǒng)的氫氣含氧量不得超過0.5%。
Q34
《氫氣使用安全技術規(guī)程》中規(guī)定,氮氣置換法中氮氣含氧量不得超過多少?
氮氣中含氧量不得超過3%。
Q35
氫氣有毒嗎?
氫氣本身對人體無害。燃燒的廢氣僅是蒸汽和少量的氮氧化物,因此不用擔心氫氣中毒。
Q36
氫氣的泄露與擴散速度如何?
氫氣的泄露與擴散約為甲烷的2.83倍,擴散速度非常快,但是也造成了一個好的方向就是燃燒的時候非??斓厝紵?,并且在空氣中是上升的,不是鋪開的燃燒,在燃燒的時候比起汽油或者天然氣是有優(yōu)勢的。但如何泄漏量較大,氫的快速擴散會導致室內空氣很快到達著火點,具有較大的危險性。
Q37
氫氣輸送過程容易發(fā)生哪些危險?
第一:氫氣輸送管道的防雷、防靜電接地裝置如果保護失效,雷電或靜電積聚會使管道及構筑物遭到破壞或引起火災爆炸事故;
第二:管道因腐蝕、意外撞擊、熱脹冷縮、振動疲勞等原因被損壞時,會造成大量的氫氣外漏;當管道的法蘭、閥門、焊縫泄漏或密封墊圈損壞而發(fā)生泄漏,泄漏的氫氣遇火源會發(fā)生燃燒或爆炸;
第三:在抽送或壓縮氫氣時、檢修、動火過程中各種原因導致氫氣與氧氣或其它助燃氣體混合,達到一定的濃度極限時,遇火源會產生爆炸事故;
第四:外部明火導入管道內部,包括管道附近明火的導入,以及與管路相連接的焊接工具由于回火而導入管道內;管道過分靠近熱源,管內氣體過熱引起的著火爆炸;
第五:帶有水分或其它雜質的氣體在管道內流動時,當超過一定的流速就會因摩擦產生靜電積聚而放電。
Q38
氫的火焰是什么顏色的?
氫的火焰是無色的,在白天肉眼幾乎看不到,只有在黑暗的條件下可以看到藍色火焰,因此在白天很難被察覺,接近氫火焰的時候可能并不能意識到火焰的存在,有灼傷人體的風險。但是氫火焰在可見光范圍內燃燒放出的熱量較低,熱輻射少,對周圍環(huán)境中的物體影響也比較小,這也是有利的一點。
Q39
我國目前儲存氫能的方式有哪些?
我國目前儲存氫能的方式有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。
Q40
氫的運輸方式有哪幾種?
氫的運輸方式包括道路車輛、鐵路、輪船、管道運輸四種。
Q41
什么叫做高壓氣態(tài)儲氫,原理是什么?
高壓儲氫,一種儲氫方法。氫氣可以在高壓下(15.2~70.9兆帕)裝盛在氣體瓶中運輸,可通過減壓閥的調節(jié)直接釋放氫氣。方便可靠,是最普通和最直接的儲氫方式。隨著材料科學的發(fā)展,已開發(fā)出碳纖維與鋁復合材料的高壓氣瓶,大大降低氣瓶自身質量,提高容量裝載效率,使高壓儲氫成為較有競爭優(yōu)勢的車載儲氫方式。
Q42
什么叫做低溫液態(tài)儲氫,原理是什么?
低溫液態(tài)儲氫是先將氫氣液化,然后儲存在低溫絕熱容器中。由于液氫密度是標況下氫氣密度的近850倍,所以即使將氫氣壓縮至15MPa,甚至35、70MPa,其單位體積的儲存量也比不上液態(tài)儲存。單從儲能密度上考慮,低溫液態(tài)儲氫是一種十分理想的方式。
Q43
什么叫做固態(tài)儲氫,原理是什么?
金屬氫化物儲氫是采用某些金屬或合金與氫氣形成化合物,而對形成的氫化物加熱又會釋放出氫氣,從而實現(xiàn)對氫的儲存與釋放。這種方式安全性好、氫氣純度高、單位體積儲氫密度高,但單位質量儲氫密度低、吸放氫氣速率較低。
Q44
三種儲氫方式的優(yōu)缺點各是什么?
高壓儲氫目前發(fā)展最為成熟,應用也最為廣泛,但在儲氫密度及安全性方面存在瓶頸;金屬氫化物儲氫技術則表現(xiàn)出巨大潛力,但目前還處在研究階段; 低溫液態(tài)儲氫技術具有單位質量和單位體積儲氫密度大的絕對優(yōu)勢,但目前儲存成本過高,主要體現(xiàn)在液化過程耗能大,以及對儲氫容器的絕熱性能要求極高兩個方面,目前低溫液氫技術多用于航天,但也越來越有向民用發(fā)展的趨勢。
Q45
高壓氣態(tài)儲氫瓶有哪幾種類型?
高壓復合儲氫罐主要分為純鋼制金屬瓶(I型瓶)、鋼制內膽纖維纏繞瓶(II型瓶)、鋁內膽纖維纏繞瓶(III型瓶)及塑料內膽纖維纏繞瓶(IV型瓶)4個類型。I型瓶、II型瓶儲氫密度低、安全性能差,難以滿足車載儲氫密度要求。而憑借提高安全性、減輕重量、提高質量儲氫密度等優(yōu)勢,III型瓶、IV型瓶的車載應用已經較為廣泛,其中國外多為IV型瓶,國內則多為III型瓶。
Q46
加氫站內儲氣壓力一般為多少?
目前國際上應用比較廣泛的車載儲氫瓶壓力等級主要有35MPa和70MPa兩種。加氫站的最高設計壓力等級也需要與其加注車輛車載儲氫的壓力等級相匹配,除了利用長管拖車作為20MPa移動儲氫設施外,35MPa氫燃料電池車的加氫站站內最高固定儲氫壓力一般為45MPa,70MPa氫燃料電池車的加氫站站內最高固定儲氫壓力一般為90MPa。
Q47
長輸管道摻氫路線可行嗎?
管道輸氫是具有發(fā)展?jié)摿Φ牡统杀具\氫方式,但輸氫管道由于氫脆現(xiàn)象需選用含炭量低的材料,導致氫氣管道的造價是天然氣管道造價的2倍以上,此外占地拆建等問題也導致投資成本高。如果利用現(xiàn)有的天然氣長輸管網摻氫運輸可以解決上述
難題。
Q48
我國儲氫氣瓶生產哪項關鍵材料需要進口?
盡管國內70MPa儲氫技術已在不斷推進,但要實現(xiàn)這一技術的商業(yè)化應用,仍有諸多問題需要解決,主要矛盾則是仍高度依賴進口的碳纖維等關鍵原材料。另外應用于70MPaIV型瓶中的塑料內膽,往往采用的高密度聚乙烯或其他工藝較為復雜的塑料,但目前國內需求相對較低,生產成本也相對較高,也依賴進口。
Q49
氫有哪些應用?
氫氣不僅是一種"潔凈"的能源,也是一種十分重要的工業(yè)原料,它廣泛應用于石油、
化工、電子、
冶金、油脂、航天、輕工業(yè)等領域。
Q50
什么叫做氫內燃機動力車?
氫內燃車是傳統(tǒng)汽油內燃機車的帶小量改動的版本。氫內燃直接燃燒氫,不使用其他燃料或產生水蒸氣排出。這些車的問題是氫燃料很快耗盡,載滿氫氣的油缸只能行駛數英里,很快便沒能量。另一方面,各色各樣的方法正在研究以減少耗用的空間,例如用液態(tài)氫或氫化物。
Q51
什么是氫燃料電池?其工作原理是什么?
氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質發(fā)生反應后,放出電子通過外部的負載到達陰極。
Q52
氫燃料電池的優(yōu)點有什么?
無污染:燃料電池對環(huán)境無污染。它是通過電化學反應,而不是采用燃燒(汽、柴油)或儲能(蓄電池)方式--最典型的傳統(tǒng)后備電源方案。燃燒會釋放像COx、NOx、SOx氣體和粉塵等污染物。如上所述,燃料電池只會產生水和熱。如果氫是通過可再生能源產生的(光伏電池板、風能發(fā)電等),整個循環(huán)就是徹底的不產生有害物質排放的過程。無噪聲:燃料電池運行安靜,噪聲大約只有55dB,相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內安裝,或是在室外對噪聲有限制的地方。高效率:燃料電池的發(fā)電效率可以達到50%以上,這是由燃料電池的轉換性質決定的,直接將化學能轉換為電能,不需要經過熱能和機械能(發(fā)電機)的中間變換。
Q53
氫燃料電池與干電池、蓄電池的區(qū)別是什么?
干電池、蓄電池是一種儲能裝置,是把電能貯存起來,需要時再釋放出來;而氫燃料電池嚴格地說是一種發(fā)電裝置,像發(fā)電廠一樣,是把化學能直接轉化為電能的電化學發(fā)電裝置。另外,氫燃料電池的電極用特制多孔性材料制成,這是氫燃料電池的一項關鍵技術,它不僅要為氣體和電解質提供較大的接觸面,還要對電池的化學反應起催化作用。
Q54
氫燃料電池車的工作原理是什么?
氫燃料電池車的工作原理是:將氫氣送到燃料電池的陽極板(負極),經過催化劑(鉑)的作用,氫原子中的一個電子被分離出來,失去電子的氫離子(質子)穿過質子交換膜,到達燃料電池陰極板(正極),而電子是不能通過質子交換膜的,這個電子,只能經外部電路,到達燃料電池陰極板,從而在外電路中產生電流。質子到達陰極板后,與氧原子和氫離子重新結合為水。由于供應給陰極板的氧,可以從空氣中獲得,因此只要不斷地給陽極板供應氫,給陰極板供應空氣,并及時把水(蒸氣)帶走,就可以不斷地提供電能。燃料電池發(fā)出的電,經逆變器、控制器等裝置,給電動機供電,再經傳動系統(tǒng)、驅動橋等帶動車輪轉動,就可使車輛在路上行駛。
Q55
目前氫燃料電池車有什么難點?
盡管燃料電池的工作原理并不算復雜,在技術方面早已被攻克。它真正的難點是在于氫能源的儲存以及成本上,現(xiàn)在氫氣主要的儲存方法是利用高壓鋼瓶和儲存液態(tài)氫,前者不僅容積小且有發(fā)生爆炸的危險,而后者的困難之處在于成本高且對液態(tài)氫的儲存箱要求很大,加上現(xiàn)在的技術并不成熟。
Q56
氫燃料電池發(fā)動機包含哪些組成部件?
氫燃料電池發(fā)動機是由電堆、氫氣供給循環(huán)系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、水熱管理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)六大組成部分。
Q57
最早的加氫站是?
最早的氫氣加注站可以追溯到1980年代位于美國Los Alamos的加氫站。
Q58
加氫站成本的影響因素有哪些?
目前加氫站成本的影響因素包括加氫機、儲罐、壓縮機成本,加氫電耗,日加氫能力,連續(xù)無故障加氫次數和雇用人員數量。換言之,除了加氫站建設的初始設備投資外,在日后運行過程中產生的運營成本不容忽視。
Q59
如何可以降低加氫站的運營成本?
用油氫合建站的模式“以油養(yǎng)氫”;站內制氫-加氫母站建站模式降低儲運成本;燃料電池汽車運營平臺自建站以用來減少交易環(huán)節(jié),降低運營成本。同時,加氫站等基礎設施的建設要立足實際,系統(tǒng)性考慮氫能產業(yè)布局,把握好適度超前的節(jié)奏,決不能脫離實際。
Q60
加氫站報建流程是什么?
1.辦理用地手續(xù)后,項目建設單位向區(qū)行政審批局申請建筑規(guī)劃方案審批。區(qū)行政審批局對在規(guī)劃設計階段的項目,在規(guī)定時限內組織開展聯(lián)合審查(消防審批、防雷裝置設計核準、環(huán)評、能評的審查、安全條件及安全設施設計的審查),審查完成后,核發(fā)《建設工程規(guī)劃許可證》。2.由區(qū)建設局負責受理加氫站工程報建、施工圖審查及施工合同備案。3.區(qū)行政審批局在取得審批要件后根據相關規(guī)定核發(fā)《建筑工程施工許可證》。4.由取得資質的特種設備施工單位將擬進行的特種設備安裝情況書面告知區(qū)
市場監(jiān)管局,并向市特種設備監(jiān)督檢驗所申請對施工過程進行監(jiān)督檢驗(不需要安裝監(jiān)督檢驗的設備由施工單位出具施工質量證明書)。
Q61
加氫站日常經營管理需要辦理哪些手續(xù)?
1.特種設備使用登記:特種設備使用單位在特種設備投入使用前或者投入使用后三十日內,向市質監(jiān)局辦理使用登記。2.氣體充裝資質許可審批:由區(qū)市場監(jiān)管局負責協(xié)助項目建設單位向市質監(jiān)局申請氣瓶充裝資質許可(通過工藝管道向固定式壓力容器內輸送氣體,無需取得充裝資質許可)。3.經營許可及日常監(jiān)督管理:由區(qū)城管局參照《城鎮(zhèn)燃氣管理條例》向市城管委協(xié)調核發(fā)經營許可,并實施日常監(jiān)督管理。如因法律
法規(guī)尚未明確規(guī)定而沒有取得經營許可時,可由區(qū)城管局組織專家進行評估,按專家組指導意見進行日常監(jiān)督管理。其他相關單位按照法律、法規(guī)對其履行監(jiān)管責任。
Q62
加氫站工作原理是什么?
由于儲存技術的限制,目前的加氫站主要是高壓壓縮氫氣加氫站,其工藝流程如下圖所示,主要包括氫源、純化系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)、加注系統(tǒng)、安全及控制系統(tǒng)。通常,氫氣加注是通過將不同來源的氫氣經氫氣純化系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng),然后儲存在站內的儲存系統(tǒng)(高壓儲罐),再通過氫氣加注系統(tǒng)為燃料電池汽車加注氫氣。根據供氫方式不同,加氫站各系統(tǒng)的設備有所不同,但大致相同。加氫站的主要設備有泄氣柱、壓縮機、儲氫灌、加氫機、管道、控制系統(tǒng)、氮氣吹掃裝置以及安全監(jiān)控裝置等,其主要的核心設備是壓縮機、儲氫灌和加氣機。
Q63
加氫站的三大核心設備是什么?
加氫站系統(tǒng)的三大核心裝備為氫氣壓縮機、儲氫系統(tǒng)(中國目前均為高壓儲氫系統(tǒng))和氫氣加注機。
Q64
加氫站用氫氣壓縮機的作用和分類?
氫氣壓縮機是通過改變氣體的容積來完成氣體的壓縮和輸送過程的設備,國內的氫氣壓縮機企業(yè)較多,但輸出壓力大多在30MPa以下,主要用于石油、化工領域的工業(yè)氫氣壓縮機,無法滿足加氫站技術要求,仍然需要依賴進口。氫氣壓縮機根據技術路線,主要分為液壓活塞式氫氣壓縮機、隔膜式氫氣壓縮機和離子壓縮機。
Q65
加氫站的建設意義是什么?
開展加氫站點的建設工作,不僅能方便燃料電池類型汽車補充能源,同時加氫站點本身就是一個宣傳,能讓更多人注意到燃料電池類型汽車的發(fā)展,讓燃料電池類型汽車融入每個人的生活之中,最終實現(xiàn)燃料電池類型汽車的普及以及城市環(huán)境的綠色發(fā)展。
而在實際開展加氫站點建設的時候需要各個地區(qū)都認識到當地能源供應特點、道路
交通特點,并能結合各地區(qū)的不同特點,從經濟角度以及技術角度兩個方面來開展加氫站點的建設,確保加氫站點的建設能完全符合燃料電池類型汽車充能需要以及城市發(fā)展建設的需要。
Q66
氫能汽車分為哪幾種?
氫能汽車分為兩種,一種是氫內燃機汽車(Hydrogen internal combustion engine vehicle, HICEV)是以內燃機燃燒氫氣(通常透過分解甲烷或電解水取得)產生動力推動汽車。氫燃料電池車(Fuel cell vehicle-FCEV)是使氫或含氫物質與空氣中的氧在燃料電池中反應產生
電力推動電動機,由電動機推動車輛。
Q67
氫氣的燃點是多少?
氫氣是一種極易燃的氣體,燃點只有574℃,在空氣中的體積分數為4%至75%時都能燃燒。
Q68
氣態(tài)氫如何儲存?
高壓氣態(tài)儲氫是指在氫氣臨界溫度以上通過高壓壓縮的方式存儲氣態(tài)氫,這種儲氫方法是現(xiàn)在最常用并且發(fā)展比較成熟的技術,其儲存方式是采用高壓將氫氣壓縮到一個耐高壓的容器里。
Q69
運輸氣態(tài)氫有哪些方式?
運輸氣態(tài)氫的方式主要分為:氣氫拖車運輸(tube trailer)和氣氫管道運輸(pipeline)。
Q70
什么叫氫氣長管拖車?
氫氣長管拖車,用于運輸高壓氫氣的裝置。由若干個大容積高壓氫氣瓶組裝后設置在汽車拖車上,配帶相應的連接管道、閥門、安全裝置等。
Q71
高壓儲氫容器有哪些種類?
目前高壓儲氫主要的壓力有15、35、70Mpa三種,70Mpa的高壓儲氫容器已經上市,其質量儲氫密度可達到3%?,F(xiàn)在正在研制100Mpa的高壓儲氫容器。我國現(xiàn)在可以自行制造35Mpa的高壓儲氫容器。國外普遍使用70MPa壓力標準的Ⅳ型碳纖維瓶,我國目前普遍為35MPa的Ⅲ型鋼瓶。
Q72
氣氫的儲存目前有哪些難點?
單位質量儲氫密度低、運輸成本高、有泄漏和爆炸的安全隱患。
Q73
高壓儲氫技術有哪些分類?
高壓儲氫技術從車用高壓儲氫容器、高壓氫氣運輸設備、固定式高壓氫氣儲存設備及高壓儲氫系統(tǒng)分為三類。
Q74
中國加氫站氫氣售價價格組成中,氫氣生產運輸成本占多少?
氫氣生產運輸固定成本占總價格中的17%,氫氣生產運輸可變成本占3%,氫氣原材料成本占50%。
Q75
運氫成本下降路徑?
短期放寬儲運壓力標準,中長期發(fā)展管道運輸。運輸壓強從現(xiàn)今使用的20MPa提升到國外常見的50MPa后,單車次氫氣運輸量是原來的三倍,成本大約為原來的一半,采用工業(yè)副產物制氫的運輸半徑可達1367km,但電解水的電價成本僅可提升至0.13元/Kw·h。因此從中長期來看,雖然管道運輸建設周期長,但其在高利用率下其每百公里運輸成本僅需2元/kg左右,遠低于使用長管拖車的成本,選擇管道運輸時,電價可降至0.18元/Kw·h,故長期看好管道運輸發(fā)展。
Q76
什么叫做液氫?
液氫是由氫氣經過降溫而得到的液體,是一種無色、無味的高能低溫液體燃料。
Q77
液氫主要應用在哪些地方?
液氫是氫的液體狀態(tài),凡是需要氫的場合如航天、
航空、運輸、電子、冶金、化工、食品、
玻璃,甚至民用燃料部門都可以用液氫。在氫醫(yī)學方面,醫(yī)用液氫可以為大型場所的富氫水機、富氫水杯、吸氫裝置提供氫氣。目前我國液氫應用最多的領域是航天。
Q78
液氫產業(yè)民用領域標準有哪些?
2021年5月6日,市場監(jiān)管總局(國家標準委)批準發(fā)布了《氫能汽車用燃料液氫》《液氫生產系統(tǒng)技術規(guī)范》和《液氫貯存和運輸技術要求》三項國家標準,將于11月1日起實施。
Q79
液氫生產的難度在于哪幾個方面?
①制冷溫度低,制冷量大,單位能耗高;②氫的正仲轉換使得液化氫氣所需的功遠大于甲烷、氮、氦等氣體,其中正-仲轉化熱占其理想液化功的16%左右;③劇烈地比熱變化導致氫氣的聲速隨著溫度的增加而快速增大,這種高聲速使得氫膨脹機轉子承受高應力,使得膨脹機設計和制造難度很大;④在液氫溫度下,除氦氣以外的其他氣體雜質均已固化(尤其是固氧),有可能堵塞管路而引起爆炸。
Q80
什么情況下會造成液氫的損失?
由于液氫沸點很低、氣化潛熱小(0.45kJ/g),因此,液氫的溫度與外界的溫度存在巨大的溫差,稍有熱量從外界滲入容器,即可造成液氫的快速沸騰而損失。
Q81
液氫怎么儲存?
液氫通常儲存在絕熱的密封儲罐內。儲罐分為大型站用儲罐,中型運輸儲罐和車用儲罐。
Q82
液氫加注的方法是什么?
使用汽化器汽化后再壓縮機加壓后加注;使用液氫泵加壓后汽化,不使用壓縮機而直接加注;或是利用液氫儲罐和車載氫罐之間的壓差或液氫泵壓送得方法直接加注液氫。
Q83
液態(tài)氫氣儲罐的組成是什么?
液態(tài)氫儲罐,用于儲存液態(tài)氫的低溫容器。一般由內膽,外殼體,絕熱結構及連接用機械構件,測量儀表,安全設施,液、氣注入和排出配管,附件等組成。
Q84
液氫的輸送方式是什么?
液氫一般采用車輛或船舶運輸,液氫生產廠至用戶較遠時,可以把液氫裝在專用低溫絕熱槽罐內,放在卡車、機車、船舶或者飛機上運輸。這是一種既能滿足較大輸氫量又比較快速、經濟的運氫方法。另外液氫還可以使用管道輸送。
Q85
液氫運輸過程中的關鍵設備是什么?
液氫槽車是關鍵設備,常用水平放置的圓筒形低溫絕熱槽罐。汽車用液氫儲罐其存儲液氫的容量可以達到100m3。鐵路用特殊大容量的槽車甚至可運輸120~200m3的液氫。
Q86
氫氣有哪些制取方法?
常用的制氫方法有:各種礦物燃料制氫、電解水制氫、生物質制氫、其他合氫物質制氫、各種化工過程副產氫氣的回收等。各種礦物燃料制氫是最主要的制氫方法,但其儲量有限,且制氫過程會對環(huán)境造成污染。
Q87
灰氫、綠氫、藍氫從制備環(huán)節(jié)的區(qū)別是什么?
所謂的灰氫,是指煤炭、天然氣、化工工廠等碳基能源制備的氫,由于在制備環(huán)節(jié)有二氧化碳排放的,沒有實現(xiàn)低碳,把這種氫定義為灰氫,當前全球主要制氫產能都屬于灰氫。藍氫,是在灰氫的制備過程采用“無碳”技術手段,實現(xiàn)零碳排放,需要二氧化碳的捕捉、利用和封存相關技術支撐,實現(xiàn)藍氫需要技術的突破發(fā)展。水電解制氫是“無碳”制氫技術,同時電力是通過太陽能、水電、風能等可再生能源和核能發(fā)電獲得,可實現(xiàn)制氫的無碳、綠色,這種氫被稱為綠氫,實現(xiàn)綠氫主要受制于可再生能源發(fā)電技術和水電解槽技術發(fā)展。
Q88
電解水制氫的原理是什么?
電解水制氫,在由電極、電解質與隔膜組成的電解槽中,在電解質水溶液中通入電流,水電解后,在陰極產生氫氣,在陽極產生氧氣。
Q89
化石原料制氫的原理是什么?
化石原料制氫,化石原料目前主要指天然氣、石油和煤,其他還有頁巖氣和可燃冰等。天然氣、頁巖氣和可燃冰的主要成分是甲烷。甲烷水蒸氣重整制氫是目前采用最多的制氫技術。煤氣化制氫是以煤在蒸汽條件下氣化產生含氫和一氧化碳的合成氣,合成氣經變換和分離制得氫。由于石油量少,現(xiàn)在很少用石油重整制氫。
Q90
我國各種制氫技術的成本有多高?
主要制氫方式的氫氣成本中,煤制氫成本最低,約8~10元/kgH2,其中CAPEX占比接近50%,燃料成本占15%~20%。天然氣制氫成本約12元/kgH2,其中燃料成本是成本構成的主要部分,占比達45%~75%。電網制氫因電價過高,經濟可行度較低,且我國以煤電為主的特點使電網制氫的碳排放強度大,單位質量氫氣碳排放為天然氣制氫的3倍以上??稍偕茉粗茪涑杀炯s20元/kgH2,電的成本占總成本約60%,CAPEX占約34%。
除此之外,預計大規(guī)模的工業(yè)尾氣制氫的氫氣成本約為11.3元/kgH2,6000m3/h制氫規(guī)模的甲醇制氫,在甲醇價格為3元/kg的情況下的氫氣成本約21.3元/kgH2。整體而言,制氫成本的順序為:煤制氫<工業(yè)尾氣制氫<天然氣制氫<可再生能源制氫<甲醇制氫<電網制氫。
Q91
電費占電解水制氫比例是多少?
電費占整個水電解制氫生產費用的80%左右,因此水電解制氫成本的關鍵在于耗能問題。存在兩條降成本途徑:一是降低電解過程中的能耗,可通過開發(fā)PEM(質子交換膜電解)及SOEC(固體氧化物電解)技術來實現(xiàn);二是采用低成本電力為制氫原料,關鍵在于依靠光伏和風電的發(fā)展。以大工業(yè)電價均價0.61元/kW·h計算,當前電解水制氫的成本為3.69元/Nm3。
當用電價格低于0.50元/kW·h時,電解水制備的氫氣成本才可與汽油相當。光伏系統(tǒng)發(fā)電成本0.5930元/kWh,風電度電成本約為0.3656元/kWh,且在未來仍有一定的下降空間。
Q92
哪一種電解水制氫與風電光伏匹配?
電解水制氫主要分為AWE、固體聚合物PEM水電解,固體聚合物陰離子交換膜(AEM)水電解、固體氧化物(SOE)水電解。其中,AWE是最早工業(yè)化的水電解技術,已有數十年的應用經驗,最為成熟;PEM電解水技術近年來產業(yè)化發(fā)展迅速,SOE水電解技術處于初步示范階段,而AEM水電解研究剛起步。
從時間尺度上看,AWE技術在解決近期可再生能源的消納方面易于快速部署和應用;但從技術角度看,PEM電解水技術的電流密度高、電解槽體積小、運行靈活、利于快速變載,與風電、光伏(發(fā)電的波動性和隨機性較大)具有良好的匹配性。隨著PEM電解槽的推廣應用,其成本有望快速下降,必然是未來5~10a的發(fā)展趨勢。SOE、AEM水電解的發(fā)展則取決于相關材料技術的突破情況。
Q93
為什么越過電網就近電制氫不可行?
目前,電解水制氫成本中70%以上為電費,當到戶電價在0.3元/千瓦時左右時,其成本已接近于傳統(tǒng)化石能源制氫。但是,越過電網就近下電制氫本質上不可行。曾有研究者提出,基于成本考慮,可以嘗試在水電站附近就近制氫,避免電網輸送等費用。但實際上,無論是從法規(guī)監(jiān)管角度,還是從運輸的經濟性角度看,該思路均不可行。電力法及相關法律法規(guī)已明確規(guī)定用電企業(yè)應通過電網接入用電,直接通過發(fā)電企業(yè)供電違反電力法相關規(guī)定;在運輸方面,水電站均位于偏遠地區(qū),大規(guī)模氫氣運輸在經濟上和技術上均不可行。
Q94
天然氣制氫在什么條件下比煤制氫便宜?
天然氣制氫的特點在于流程短,投資低,運行穩(wěn)定。煤制氫的特點在于流程長,投資高,運行相對復雜,因煤炭價格相對較低,制氫成本低。當制氫規(guī)模低于5萬Nm3/h時,煤制氫的氫氣成本中固定資產折舊成本高,與天然氣制氫相比沒有優(yōu)勢。當制氫規(guī)模大于5萬Nm3/h,煤制氫成本中固定資產折舊成本較低,其氫氣成本具有競爭能力。制氫規(guī)模越大,煤制氫路線的成本優(yōu)勢越明顯。
Q95
碳價達到什么水平時灰氫與綠氫成本可以持平?
電解槽設備成本隨著技術進步和規(guī)模化,將在2030年前下降60%-80%,其制氫系統(tǒng)的耗電量和運維成本也將隨之降低。隨著可再生能源發(fā)電成本的降低,5-10年內,電解水制氫成本將降至20元/千克以內,具備經濟性。按照目前
碳配額試行市場40元/噸的交易價格計算,煤制氫需要增加0.1元/立方米的氫氣碳配額成本。因此,當碳配額交易價格達到200元/噸時,綠氫成本將和灰氫持平。
Q96
天然氣管道摻氫的安全比例是多少?
對于摻氫的天然氣管道,其各個部分的適用摻氫比例有很大區(qū)別。壓縮機等管網設備能接受的摻氫比例是最小的,約為10%;管道能接受的摻氫比例隨著鋼級的不同而有所變化,大致范圍在30%~50%之間;安全事故允許的摻氫比例在24%左右。
Q97
目前最成熟的氫氣儲運技術是什么?
目前應用最廣泛、最成熟的是“壓縮氫氣(CH2)”的氫氣儲運方式,常用操作壓力為20MPa的管束車運輸,因回空壓力限制每輛車可用氫氣的質量約200~300kg。
Q98
我國目前終端氫價是多少?
著燃料電池終端應用的起量,終端氫價格可由目前的70-80元/kg(含稅)下降至2025年的約35-40元/kg(含稅),并至2030年下降至約30元/kg(含稅)。
Q99
我國的氫源結構是什么樣的?
從氫能源結構方面來看,目前全球平均氫氣有48%來源于天然氣、30%來自于副產氫、僅18%來源于煤炭。其中日本氫能來源結構最為清潔,由于日本資源短缺問題,其一直致力于打造一條全球無碳化氫供應鏈,主要依靠基于"可再生能源"發(fā)電,利用水電解生產的氫燃料,電解水制氫占比達到了63%。而中國的氫能源結構仍以煤炭為主,煤制氫占比62%,天然氣制氫占19%,而電解水制氫僅占1%,氫源結構需要優(yōu)化。
Q100
加氫站是否有噪音和空氣污染?
加氫站可能會存在氣體泄漏的風險,也可能會存在空氣污染風險。