儲(chu)存、壓實和運輸氫(qing)(qing)(qing)氣時應考慮(lv)哪些因素?純氫(qing)(qing)(qing)氣不(bu)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)碳,不(bu)產生熱(re)灰,幾乎沒(mei)有輻射熱(re)。氫(qing)(qing)(qing)氣極其(qi)易燃(ran)(ran)(ran),但如(ru)果(guo)它(ta)正在泄(xie)漏,并(bing)且是(shi)世界上(shang)的(de)一種輕元素,它(ta)會(hui)迅速上(shang)升(sheng)到(dao)大氣中,從而縮短燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)時間。氫(qing)(qing)(qing)氣作為一種高度壓縮的(de)氣體(ti),和任(ren)何其(qi)他(ta)燃(ran)(ran)(ran)料一樣(yang),需要明確的(de)使用規則。氫(qing)(qing)(qing)氣已經使用了(le)很(hen)長一段時間,但不(bu)幸的(de)是(shi),人們仍然誤(wu)解(jie)市場上(shang)對(dui)氫(qing)(qing)(qing)氣缺乏了(le)解(jie),對(dui)有助于(yu)工業和運輸脫碳的(de)有前景的(de)能源缺乏了(le)解(jie)。
你是如何儲存(cun)氫氣的?
氫(qing)原子很難(nan)儲存(cun),因為它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)能量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)很低。它(ta)(ta)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)簡單、輕便的(de)(de)元素,比氦更輕。氫(qing)氣的(de)(de)能量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)是(shi)天(tian)然氣的(de)(de)3.2倍,是(shi)汽油(you)(you)的(de)(de)2700倍。按重量計算(suan),氫(qing)氣所含能量是(shi)汽油(you)(you)的(de)(de)3.4倍。氫(qing)氣必須(xu)具有更高(gao)的(de)(de)能量密(mi)(mi)度(du)(du)(du)才(cai)能用于運輸。實現這一(yi)(yi)點(dian)有三種(zhong)方法。氫(qing)氣可以(yi)被壓縮、液化(hua)或化(hua)學結合。
壓縮氫氣
在(zai)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)下,壓縮到(dao)(dao)800個大氣壓的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)氣體積是汽油體積的(de)(de)(de)(de)(de)三倍(bei)。如果車(che)(che)輛(liang)要運(yun)輸足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)氣供實(shi)際使用,就必須達到(dao)(dao)這個密(mi)度。每平方英寸800巴(ba)的(de)(de)(de)(de)(de)壓力達到(dao)(dao)6噸或12000磅。在(zai)輕(qing)型儲(chu)罐中安全地吸收這種壓力是非常困(kun)難(nan)的(de)(de)(de)(de)(de)。災難(nan)性(xing)坦克釋(shi)放的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)與平衡(heng)炸藥一樣多。一個由高強度鋼(gang)制成的(de)(de)(de)(de)(de)儲(chu)罐的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)(liang)是其所含(han)氫(qing)氣的(de)(de)(de)(de)(de)100倍(bei)。裝有鋼(gang)制油箱的(de)(de)(de)(de)(de)卡車(che)(che)或汽車(che)(che)是不切實(shi)際的(de)(de)(de)(de)(de),因為油箱的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)(liang)幾(ji)乎(hu)相當于車(che)(che)輛(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)重量(liang)(liang)。
氫氣制造商
高壓(ya)碳(tan)纖維氫(qing)罐可(ke)(ke)以(yi)(yi)是(shi)一(yi)種(zhong)解(jie)決方案。碳(tan)纖維是(shi)一(yi)種(zhong)用于飛機(ji)和體育器(qi)材的(de)材料。一(yi)輛(liang)典型的(de)18輪半卡(ka)車有兩個90升的(de)油(you)箱(xiang),可(ke)(ke)以(yi)(yi)行(xing)駛750英里(li)。一(yi)輛(liang)典型的(de)4缸轎車有一(yi)個18加(jia)侖的(de)油(you)箱(xiang),可(ke)(ke)以(yi)(yi)行(xing)駛575英里(li)。(實(shi)際(ji)續航里(li)程(cheng)可(ke)(ke)能稍小(xiao)。)柴(chai)油(you)發動機(ji)在(zai)巡航速度下可(ke)(ke)以(yi)(yi)達到35%的(de)效率。汽油(you)發動機(ji)在(zai)巡航速度下可(ke)(ke)以(yi)(yi)達到25%的(de)效率。這兩種(zhong)車輛(liang)都可(ke)(ke)以(yi)(yi)轉換為氫(qing)氣進行(xing)操作。使用內燃(ran)機(ji)(ICE),效率為35%。或者,使用效率為45%的(de)燃(ran)料電池。
鋼(gang)制(zhi)儲(chu)罐的(de)(de)空間(jian)、重量(liang)和成(cheng)本使其(qi)不切實際。能源效(xiao)率的(de)(de)任何(he)提高都會被(bei)牽(qian)引非常(chang)重的(de)(de)坦克所造成(cheng)的(de)(de)損失所抵消。這種尺寸(cun)和性能的(de)(de)碳(tan)纖維儲(chu)存并不存在,它們只是目標。相(xiang)比之下,汽油只需要一個小型的(de)(de)低(di)技術油箱(xiang)。
如何運輸氫氣?
一(yi)輛40噸重(zhong)的(de)(de)卡(ka)(ka)車可(ke)(ke)以(yi)將(jiang)26噸重(zhong)的(de)(de)汽(qi)油(you)運(yun)(yun)輸到傳統(tong)的(de)(de)加(jia)油(you)站(zhan)。對于經常光顧的(de)(de)車站(zhan)來說(shuo),每(mei)天一(yi)次的(de)(de)配送就足夠了。一(yi)輛裝有壓縮氫(qing)(qing)氣(qi)的(de)(de)40噸卡(ka)(ka)車只能裝載400公(gong)斤。這是因為(wei)儲罐(guan)的(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)可(ke)(ke)以(yi)容納200個(ge)大(da)氣(qi)壓。一(yi)輛空卡(ka)(ka)車的(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)幾乎等(deng)于整輛卡(ka)(ka)車的(de)(de)重(zhong)量(liang)(liang)。壓縮氫(qing)(qing)氣(qi)罐(guan)必須堅固耐用。如果儲存系統(tong)發(fa)生故障,用于將(jiang)氫(qing)(qing)氣(qi)壓縮到200個(ge)大(da)氣(qi)壓的(de)(de)能量(liang)(liang)會立即釋放(fang)。火球(qiu)將(jiang)覆(fu)蓋(gai)一(yi)個(ge)足球(qiu)場。氫(qing)(qing)氣(qi)的(de)(de)能量(liang)(liang)密度(按重(zhong)量(liang)(liang)計算)比汽(qi)油(you)高,氫(qing)(qing)動力運(yun)(yun)輸更節能。然(ran)而,加(jia)氫(qing)(qing)站(zhan)每(mei)天需要(yao)15次裝運(yun)(yun),所(suo)有其他條件都是相(xiang)同的(de)(de)。如果氫(qing)(qing)的(de)(de)來源不(bu)是很靠近使用地點,那么卡(ka)(ka)車運(yun)(yun)輸的(de)(de)能源成(cheng)本(ben)(ben)將(jiang)變得(de)不(bu)可(ke)(ke)接受(shou)。低溫卡(ka)(ka)車可(ke)(ke)以(yi)運(yun)(yun)輸更多的(de)(de)氫(qing)(qing)氣(qi),但(dan)重(zhong)要(yao)的(de)(de)是要(yao)記(ji)住,液化氫(qing)(qing)氣(qi)的(de)(de)能源成(cheng)本(ben)(ben)在(zai)大(da)多數情況(kuang)下是不(bu)可(ke)(ke)行的(de)(de)。
氫(qing)氣可以(yi)通過管道(dao)(dao)運輸。與天(tian)然氣相比,通過管道(dao)(dao)輸送(song)氫(qing)氣所(suo)需的能源大(da)約是(shi)天(tian)然氣的四倍。
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