氢储存运输及加注技术教学课件：1.1概论
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➢ 储能、发电、交通工具燃料驱动、家 用燃料等。
概论
氢 能：
成为支撑可再生能源大规模发展
推动传统能源结构转型的理想媒介
实现我国“双碳”目标的重要途径
我国能源安全的一道重要保障
交通 电力
工业 建筑
➢ 多领域实现大规模深度脱碳的重要方式
拉动产业链上下游多环节共同发展 协同多产业共同进步 提供经济发展驱动力
➢ 将氢气降温至-253℃液化成液氢进行储运
富氢化合物储运
➢ 将氢气储存在富氢化合物(如液氨、甲醇、甲苯等) 中进行储运，并通过催化加氢、脱氢的方式进行 氢气储存和释放。
概论
氢气的储存和运输方式：
固态储运氢
绝大部分氢固定于固态储氢材料中进行储存和运输的技术。
固态储氢材料的种类繁多
储氢合金
金属氢化物
概论
储氢
概论
储氢 ➢ 高压气储氢为主流
➢ 未来液氢、富氢液体、固体氢化物等先进储氢技术有待突破
储氢
紧密相关
运氢
➢ 氢气的运输
运氢方式
气态储运
液态储运
固态储运
可以用高压气瓶、管道输氢等方式。
概论
加氢
加氢站
核心设备
➢ 是一种为氢燃料电池车辆提供氢气的场所，类似于 传统加油站为燃油车辆提供燃料。
储存
概论
氢气的储存和运输方式：
高压气态储运氢
氢气以高压气态形式进行储存与运输的技术，氢气的 储存密度与氢气压力直接相关。
高
压
高压气瓶
➢ 将氢气储存在容器中进行运输
气
态
储 运
管道输氢 ➢ 通过管道进行连续性运输
氢
概论
氢气的储存和运输方式：
液态储运氢
氢气以液态氢或液态富氢化合物的形式进行运输的技术。
液氢储运
中国氢能产业产值将达1万亿元，2026—2035年产值 则将达到5万亿元。
概论
氢能产业分布： 制氢 储氢 运氢 加氢 用氢
氢能供应体系，以实现绿色经济高效便捷的氢 能供应体系为目标
概论
氢能产业分布：
制氢
氢气的制取
氢气的制取方法 化石能源制氢 工业副产氢 电解水制氢 其他工艺制氢
目前化石能源制氢为主流，而电解水制氢是未来最具潜力的绿色制氢方式。
压缩
输送
加注
氢
氢
气
气
压
储
缩
存
机
罐
概论
加氢站
➢ 作为重要基础设施 全球范围内已有许多国家和地区开始推广建设
我国建设目标 ➢ 到2025年至少建设加氢站1000座
用氢
➢ 作为燃料，主要通过燃料电池或氢内燃机的方式转换成电能或动能
氢燃料汽车
季节性储能
分布式发电
➢ 作为原料
氢冶金
氢化工
概论
氢气的储存和运输方式：
配位氢化物
金属氮氢化合物
氨硼烷及衍生物 金属有机框架材料
碳材料
概论
氢气的储存和运输方式：
高压气瓶储运
最为成熟的储运氢技术
管道输氢 液氢
➢ 国外已有较为成熟的应用 ➢ 我国的工程应用相对缺乏
富氢化合物 固态储运氢技术
➢ 处于产业化发展初期，只有少量示范应用
概论
根据《(2021—2035年)氢能产业发展中长期规划》
44
天然气 5.3~15 0.29 1.61×10-5 47.5
➢ 氢气发生泄露后容易消散，且不易形成可爆炸喷雾，在开放空间下 较为安全可控。
➢ 氢气的热值较高，所以说氢气是一种理想的二次能源载体。
概论
氢能
原料 清洁无碳
来源广泛 应用场景丰富
概论
氢 能：
优点
➢ 环保效果极佳，具备热值高、制取成 本较低、零碳排放等。 应用Leabharlann 概论2022年3月
国家发展改革委与能源局联合发布了《(2021—2035年)氢 能产业发展中长期规划》
氢能的三大战略定位
• 氢能是未来国家能源体系的重要组成部分 • 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体 • 氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向
中国氢能联盟的预计
2020—2025年间
概论
概论
氢（H）：
➢ 是一种化学元素，在元素周期表中位列第一位 ➢ 是自然界中存在最为普遍的元素 ➢ 是宇宙中分布最广泛的物质 ➢ 构成了宇宙质量的75%
氢在地球上主要以化合态的形式出现，而通常情况 下，氢的单质形态为氢气。
概论
氢气
➢ 是已知密度最小的气体 ➢ 由双原子分子组成，无色、无味 ➢ 氢气具有还原性 ➢ 可从水、化石燃料等含氢物质中制取
我国未来的储运氢方式
高密度
轻量化
低成本
多元化
多种储运氢方式应根据应用场景的不 同进行合理选择。
谢谢大家
工业原料及能源载体
气态氢
液态氢
液态固态储氢材料
概论
特点 • 燃点低、爆炸区间广且扩散系数大
氢
氢气、汽油蒸汽、天然气对比表
气
技术指标 爆炸极限（%）
氢气 4.1~75
汽油蒸汽 1.4~7.6
燃烧点能量（MJ）
0.02
0.2
扩散系数（m2/s）
6.11×10-5
0.55×10-5
热值（MJ/kg）
142
概论
氢 能：
成为支撑可再生能源大规模发展
推动传统能源结构转型的理想媒介
实现我国“双碳”目标的重要途径
我国能源安全的一道重要保障
交通 电力
工业 建筑
➢ 多领域实现大规模深度脱碳的重要方式
拉动产业链上下游多环节共同发展 协同多产业共同进步 提供经济发展驱动力
➢ 将氢气降温至-253℃液化成液氢进行储运
富氢化合物储运
➢ 将氢气储存在富氢化合物(如液氨、甲醇、甲苯等) 中进行储运，并通过催化加氢、脱氢的方式进行 氢气储存和释放。
概论
氢气的储存和运输方式：
固态储运氢
绝大部分氢固定于固态储氢材料中进行储存和运输的技术。
固态储氢材料的种类繁多
储氢合金
金属氢化物
概论
储氢
概论
储氢 ➢ 高压气储氢为主流
➢ 未来液氢、富氢液体、固体氢化物等先进储氢技术有待突破
储氢
紧密相关
运氢
➢ 氢气的运输
运氢方式
气态储运
液态储运
固态储运
可以用高压气瓶、管道输氢等方式。
概论
加氢
加氢站
核心设备
➢ 是一种为氢燃料电池车辆提供氢气的场所，类似于 传统加油站为燃油车辆提供燃料。
储存
概论
氢气的储存和运输方式：
高压气态储运氢
氢气以高压气态形式进行储存与运输的技术，氢气的 储存密度与氢气压力直接相关。
高
压
高压气瓶
➢ 将氢气储存在容器中进行运输
气
态
储 运
管道输氢 ➢ 通过管道进行连续性运输
氢
概论
氢气的储存和运输方式：
液态储运氢
氢气以液态氢或液态富氢化合物的形式进行运输的技术。
液氢储运
中国氢能产业产值将达1万亿元，2026—2035年产值 则将达到5万亿元。
概论
氢能产业分布： 制氢 储氢 运氢 加氢 用氢
氢能供应体系，以实现绿色经济高效便捷的氢 能供应体系为目标
概论
氢能产业分布：
制氢
氢气的制取
氢气的制取方法 化石能源制氢 工业副产氢 电解水制氢 其他工艺制氢
目前化石能源制氢为主流，而电解水制氢是未来最具潜力的绿色制氢方式。
压缩
输送
加注
氢
氢
气
气
压
储
缩
存
机
罐
概论
加氢站
➢ 作为重要基础设施 全球范围内已有许多国家和地区开始推广建设
我国建设目标 ➢ 到2025年至少建设加氢站1000座
用氢
➢ 作为燃料，主要通过燃料电池或氢内燃机的方式转换成电能或动能
氢燃料汽车
季节性储能
分布式发电
➢ 作为原料
氢冶金
氢化工
概论
氢气的储存和运输方式：
配位氢化物
金属氮氢化合物
氨硼烷及衍生物 金属有机框架材料
碳材料
概论
氢气的储存和运输方式：
高压气瓶储运
最为成熟的储运氢技术
管道输氢 液氢
➢ 国外已有较为成熟的应用 ➢ 我国的工程应用相对缺乏
富氢化合物 固态储运氢技术
➢ 处于产业化发展初期，只有少量示范应用
概论
根据《(2021—2035年)氢能产业发展中长期规划》
44
天然气 5.3~15 0.29 1.61×10-5 47.5
➢ 氢气发生泄露后容易消散，且不易形成可爆炸喷雾，在开放空间下 较为安全可控。
➢ 氢气的热值较高，所以说氢气是一种理想的二次能源载体。
概论
氢能
原料 清洁无碳
来源广泛 应用场景丰富
概论
氢 能：
优点
➢ 环保效果极佳，具备热值高、制取成 本较低、零碳排放等。 应用Leabharlann 概论2022年3月
国家发展改革委与能源局联合发布了《(2021—2035年)氢 能产业发展中长期规划》
氢能的三大战略定位
• 氢能是未来国家能源体系的重要组成部分 • 氢能是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体 • 氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向
中国氢能联盟的预计
2020—2025年间
概论
概论
氢（H）：
➢ 是一种化学元素，在元素周期表中位列第一位 ➢ 是自然界中存在最为普遍的元素 ➢ 是宇宙中分布最广泛的物质 ➢ 构成了宇宙质量的75%
氢在地球上主要以化合态的形式出现，而通常情况 下，氢的单质形态为氢气。
概论
氢气
➢ 是已知密度最小的气体 ➢ 由双原子分子组成，无色、无味 ➢ 氢气具有还原性 ➢ 可从水、化石燃料等含氢物质中制取
我国未来的储运氢方式
高密度
轻量化
低成本
多元化
多种储运氢方式应根据应用场景的不 同进行合理选择。
谢谢大家
工业原料及能源载体
气态氢
液态氢
液态固态储氢材料
概论
特点 • 燃点低、爆炸区间广且扩散系数大
氢
氢气、汽油蒸汽、天然气对比表
气
技术指标 爆炸极限（%）
氢气 4.1~75
汽油蒸汽 1.4~7.6
燃烧点能量（MJ）
0.02
0.2
扩散系数（m2/s）
6.11×10-5
0.55×10-5
热值（MJ/kg）
142