氢能储运关键技术应用

氢能储运关键技术应用

罗四刚

上海航天能源股份有限公司  上海 200040

摘要：目前我国可再生能源储运技术已经实现大规模商业化，其中压缩氢气储能技术容量大、寿命长且具有极好的经济效能。较传统压缩空气储能技术方式更为优越。而现如今，氢能储运关键技术已经被广泛应用，且各项技术之间的对比机制也已经全面建立，在行业发展过程中发挥了重要作用。

关键词：氢能；储运；技术

1 氢能储运关键技术的应用

1.1高压存储气态氢技术应用

高压存储气态氢相对普通常见，且储氢方式比较直接，它主要采用高压容器用于存储气态氢，其存储量与压力恰好呈正比例关系。就目前国内外已有的高压存储气态氢技术，其中的高压存储压力应该为25～40 MPa，配合碳纤维复合钢瓶进行氢能储运。采用该技术必须计算氢能密度，例如50 kg/m3的氢能高压存储压力应该为75 MPa左右，所以其储氢瓶的质量密度则控制在5%左右，配合氢气压缩分析耗能过程，必要时也需要采用到压力更高的氢能储罐。在压缩氢能过程中，需要适当增加储能成本，其压缩能量消耗只有传统液化储能消耗1/3左右，氢能储运效果相当理想。

1.2低温存储液态氢技术应用

采用低温存储液态氢技术也拥有一定发展前景，因为液态氢的存储体积相对较小，只有气态氢的1/800，体积能量密度较高。这里要分析氢能沸点，结合其液化过程来分析氢气燃烧热量变化，仅消耗气态氢燃烧能量的1/3左右。对液态氢的存储温度与室温差异进行分析，其温度差异最高能够达到200℃，所以氢气的蒸发潜热效率偏低，相比较而言液态氢则更容易气化散发，损失率一般在每天1%～2%。如此看来，液态氢比较适用于某些间歇性场合，例如汽车液态氢储运。目前我国的可再生能源氢储能系统建设已经逐渐成熟，如果储运罐规模增大，其中的绝热装置隔热水平也会有所提高，气体蒸发比例明显减小，如此对于提高低温存储液态氢的储运效率帮助更大。

1.3 金属存储固态氢技术应用

金属存储固态氢技术，它主要结合合金化形式来分析金属氢化物内容，保证在一定温度下进行加压处理。因为金属可以大量吸收氢能储运过程中所生成的固态金属氢化物，例如比较常见的NaAlH4。如此看来其化学反应可逆性表现较好，在升高温度、减小压力后就能有效释放氢气，保证金属固态氢储运工作实施到位，其储运压缩方式仅为液态氢储运的1/5左右，但是体积能量密度却较液化氢储运高出至少3倍。

2提高氢能储运水平的措施

2.1对运输线路进行优化管理

企业在对氢能储运工程进行建设之前，需要对整个氢能的运输线路进行一定的规划，从而保障运输线路是科学可行的，不会对周围的环境造成破坏。在具体的管道工程施工过程中，需要结合周围的环境对施工区域的地理位置进行分析，对其地质环境进行考量，尽可能地减少施工过程对周围环境造成的严重破坏。在对线路进行设计时，应该减少人员过多的区域，从而保障不对人们的生产生活带来影响。由于氢能储运工程在建设过程中存在一定的特殊性，在对路线进行优化设计后，还需要工作人员针对该工程自身的环保性进行评价，如果出现环保性较低的现象，就需要针对设计图进行修改，从而降低安全隐患事故的发生。

2.2建立安全防范管理制度

为了更好地保障氢能在储存和运输过程中的安全性，相关部门需要建立一定的安全防范措施，进而保障氢能在储存和运输过程中的稳定性。首先，企业必须严格禁止烟、火等各种危险物品进入到储存和运输区域里，烟火等危险物品很容易导致爆炸，进而引发一定的安全事故。因此，这类物品应当严禁禁止，其次，工作人员要对氢能的储存区域进行检查，检查周期可以为一周或者是两周。工作人员可以不定期、不定点进行巡回检查，从而减少安全事故的发生，一旦出现异常现象，工作人员需要及时汇报。且工作人员在检查过程中，需要针对储存和运输区域自身的通风状况以及消防设施进行仔细的审查，确保设备是到位的，以防安全事故发生时不能采取有效的措施进行处理。最后，在储运区域的内部需要设置一定的照明设备，从而保障区域内部的光照，灯泡一般选择透光灯，且需要一定的防爆灯具对透光灯进行保护，进而保障储运区域的安全。

2.3提高储运技术水平

在储运技术方面，对于新进储运设施而言，在进行设计的过程中需要充分引进先进技术，对传统的储运工艺进行更新，对储运设施建设区域周围的环境情况进行分析，对威胁储运设施安全的环境因素进行识别，采取合理的措施，对环境因素进行全面的控制，防止因环境因素对储运设施的安全性产生影响；对于已建储运设施而言，其需要根据技术的发展情况以及运营管理企业的经济情况，对已有的储运技术进行升级以及改进，使得储运技术的先进性得到一定的提升。

在引进国外先进技术的过程中，需要根据我国储运设施使用的实际情况以及对于安全的需求情况，对先进技术进行合理的改进，使得储运技术与我国储运设施的实际情况相互匹配，使得储运技术可以充分发挥自身效果。

2.4 强化安全管理力度

目前，我国企业都十分重视储运设施的安全管理工作，在未来的发展中，需要进一步加强安全管理的力度。所谓的安全管理主要是对人员以及设备进行全面的管理，在进行人员管理的过程中，需要根据人员技能水平以及专业知识的基本情况，对其岗位进行合理的安排，使得员工可以在自身岗位中充分发挥作用，在进行设备管理的过程中，由于储运设备的数量相对较多，且设备老化以及故障都会对储运安全性产生一定的影响，因此，需要定期对设备进行全面的检查，对已经出现的问题进行全面的解决，对于损伤较为严重的零部件进行更换，在提高设备运行安全性的同时，也可以使得设备的使用寿命得到提高，这有利于企业经济效益的提升。

2.5 强化人员培训工作

人员培训可以分为两个方面，分别是巡检人员培训以及技术人员培训，在巡检人员方面，在企业经济条件允许的前提下，尽可能招聘具有专业知识的人员开展管道巡检工作，同时，对巡检人员进行全面的培训，使得巡检人员识别风险的能力提升，在巡检人员与管理人员之间建立通畅的沟通交流渠道，在巡检人员发现安全风险问题以后可以及时的上报，以便技术人员可以快速前往现场对风险问题进行全面的处理。在技术人员方面，需要对技术人员的操作水平进行全面的培训，使得技术人员的操作水平以及责任意识可以得到全面提升，防止因操作问题引发安全风险。

3结语

在未来，还需要保证我国建立高密度、轻量化、多元化、低成本的氢能储运体系，将未来用氢领域扩大，形成大规模的可再生能源制作与储运建立技术体系，保证基础设施有效完善，储运成本全面降低，为未来氢能储运产业在我国蓬勃发展打好前站。

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