加氢站的简介
很早的氢气加注站也许可以追溯到1980年代位于美国Los Alamos的加氢站,当时美国阿拉莫斯***实验室为了验证液态氢气作为燃料的可行性而建造了该站,之后越来越多的加氢站逐渐建成,据FuelCell Today统计,截至2006年,***范围内建成的加氢站已达140多座,北美新建加氢站数量在全世界新建加氢站中的比重增大,发展更为迅速。同时除德国外,其它欧洲地区也加快了氢能基础设施的研究建设步伐。美国处于规划中的加氢站有40多座,占绝大多数,挪威、意大利和加拿大这三个***也均有5-7座加氢站还处于规划之中,可以预见,今后这些***的氢能发展也将提速。
加氢站成本及优化潜力
占据加氢站成本大一块比重的是压缩机,其次是储氢设备,其中低压日储氢罐占13%,串级高压储氢罐占6%;冷却设备的投入成本也比较高。要想降低压缩机投入成本,首先应该从压缩机入手。和前面提到的一样,要想降低压缩机成本,得考虑降低压缩机大小,而压缩机的大小,和高压储氢罐的容量密切相关;高压储氢罐容量越大,所需要的压缩机额定流量就越小;反之亦然。然而,高压储氢罐的成本随容量增加也会增加,因此,不是压缩机越小就越好,好的办法是找到一个两者之间的平衡,以达到成本优化。下图给出了,200kg加氢站的模拟压缩机额定流量变化,压缩机成本及对应容量高压储氢罐的成本变化。从图中可以看出来,压缩机对应额定流量大约为15kg/h的时候,两者成本之和低;压缩机再小下去,成本反而会回升。
氢
液态氢的密度是气体氢的845倍,液态氢的体积能量密度比压缩状态下的氢气高出数倍,适合长距离运输。但液化1kg的氢气需要耗电4-10千瓦时,液氢的存储也需要耐超低温和保持超低温的特殊容器,储存容器需要抗冻、抗压以及必须严格绝热。所以这种方法成本太高,仅适用于不太计较成本问题且短时间内需迅速耗氢的航天航空领域。
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