A:氢气,其化学式为H₂,分子量为2.01588。在常温常压下,它是一种无色、透明、无臭、无味且极易燃烧的气体,难溶于水。氢气是世界上密度最小的气体,其密度仅为空气的1/14,在1标准大气压和0℃下,氢气的密度为0.089g/L。
A:灰氢(gray hydrogen)是通过化石燃料制取氢气,且对释放的二氧化碳不做处理。蓝氢(blue hydrogen)也是使用化石燃料制取氢气,但会对释放的二氧化碳进行捕集和封存。绿氢(green hydrogen)则是使用可再生能源发电进行电解或光解来制取的氢气。
A:碳中和指的是一个组织在一年内的二氧化碳排放通过二氧化碳去除技术应用达到平衡,即实现净零二氧化碳排放。
A:氢能产业链主要包括制氢、储运氢、加氢以及氢的综合应用等环节。
A:目前,制氢产业主要有三种成熟的技术路线:一是化石能源重整制氢,如煤炭、天然气;二是工业副产气制氢,如焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢;三是电解水制氢。
A:氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其工作原理是电解水的逆反应,氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极扩散并与电解质反应后放出电子,电子通过外部负载到达阴极。
A:液氢是氢气经过降温后得到的液体形态,它是一种无色、无味的高能低温液体燃料。在1大气压下,氢的正常沸点为20.37K(-252.78℃),凝固点为13.96K(-259.19℃),密度为70.85kg/m³。
A:固态氢是氢气的固态形式,化学式为H2,具有密度很小的特性。在-252.87℃时,气态氢可转变为无色液体;在-259.1℃时,液态氢可变成雪花状固体。
A:氢燃料电池主要应用于固定领域、运输领域和便携式领域。目前,氢燃料电池汽车是氢燃料电池的主流发展方向。燃料电池直接将燃料的化学能转化为电能,能量转换效率高。与纯电动车搭载的动力锂电池相比,氢燃料电池质量轻、补充能量时间短(加氢只需3至5分钟)、续航里程长(大于600千米)。
A:加氢站是为燃料电池汽车提供氢气的燃气站。最早的氢气加注站可以追溯到1980年代位于美国Los Alamos的加氢站。
A:可再生氢气是指在生产过程中所产生的温室气体排放限值与清洁氢相同,且生产氢气所消耗的能源为可再生能源。可再生能源类型范围参见2010年4月1日施行的《中华人民共和国可再生能源法》。
A:低碳氢是指在生产过程中所产生的温室气体排放值低于14.51kg CO2e/kgH2的氢气。
备注:氢气的热量按低热值120.0MJ/kg选取。
A:清洁氢是指在生产过程中所产生的温室气体排放值低于4.90kg CO2e/kgH2的氢气。
备注:氢气的热量按低热值120.0MJ/kg选取。
A:加氢站的氢气来源主要包括:长管拖车运输供应的高压气态氢、加氢站内自备的水电解制氢装置或天然气转化制氢装置生产的氢气、以及液态氢槽车供应的液态氢。氢气管道输送氢气只是个别情况。
A:加氢站系统的三大核心装备是氢气压缩机、储氢系统(中国目前均采用高压储氢系统)和氢气加注机。
A:在加氢站的成本中,压缩机占比最大,其次是储氢设备。
A:根据技术路线,氢气压缩机主要分为液压活塞式氢气压缩机、隔膜式氢气压缩机和离子压缩机。
A:储氢装置是加氢站中用于充装高压氢气且安装在固定位置的装置,包括储气罐储氢装置和无缝管式储气瓶储氢装置。
A:储氢装置需要设置超压泄放装置、压力测量仪表、压力传感器、氢气泄漏报警装置、氮气吹扫置换接口以及位于储氢装置顶部的氢气排放管。
A:储氢装置的切断阀应采用截止阀或球阀。
A:中国加氢站氢气售价的组成包括氢气成本、加氢站维护费用、加氢站可变成本、储压器、压缩机以及其他固定资产。其中,影响我国氢气售价的主要因素是氢气成本,包括制氢和储运氢气在内的氢气成本占70%。
A:由于多种原因,如站址选择、规模、市场竞争等,加氢站的建设成本披露较少。从国外数据来看,规模为200-300kg/d的加氢站,建设成本大约为2-3百万美元(折合人民币1340-2000万),其中固定资产为1.5-2百万美元(折合人民币1000-1340万);德国的加氢站建设成本相对较低,如位于Bonhoff的加氢站大约100百万欧元(折合人民币756万)。
A:氢气在空气中的体积浓度在4.0%~75.6%之间时,遇火源就会爆炸。而当氢气浓度小于4.0%或大于75.6%时,即使遇到火源也不会爆炸。
A:当一定空间内的氢气含量处于爆炸极限内时,遇到明火,局部首先着火并放出大量热量,使生成的水蒸气体积膨胀、压力急剧增大,在极短的时间内完成燃烧,并引燃周围混合气体燃烧,空间内的压力猛然急剧增大,从而形成爆炸。
A:氢气具有很高的扩散系数和浮力,泄露时浓度会迅速降低。如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气中最低的,就单位体积爆炸能而言,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22。
A:加氢站在设计过程中需要注重加氢设备、输送管道等的防泄漏措施;加氢站内配置的电气元件应为防爆器件,并采取可靠的防静电措施;加氢站内应设置排风排气装置,及时排除泄漏的氢气;加注模块应具备安全联锁功能和过压保护功能;还要防止高速氢流与储氢瓶之间摩擦导致的高电位氢流等。
A:《氢气使用安全技术规程》中规定,输入系统的氢气含氧量不得超过0.5%。
A:《氢气使用安全技术规程》中规定,氮气置换法中氮气含氧量不得超过3%。
原文始发于微信公众号(氢能新世界):科普:关于氢能的30个问答