本文作者:鳴富生活網

碳焦綜合能耗計算(能耗轉化為碳的排放量)

鳴富生活網 2023-04-16 208
碳焦綜合能耗計算(能耗轉化為碳的排放量)摘要: 氫氣的密度怎么算,要過程 「碳科普」氫電轉化、能耗基本數據電解水制氫一標方氫氣需要3~5度電左右(詳見下表)。11.2標方氫氣為1公斤,電解水制氫1公斤耗電約35~55度左...
氫氣的密度怎么算,要過程 「碳科普」氫電轉化、能耗基本數據

電解水制氫一標方氫氣需要3~5度電左右(詳見下表)。11.2標方氫氣為1公斤,電解水制氫1公斤耗電約35~55度左右,所以水解制氫成本取決于電價。

一、關于電解水制氫數據

碳焦綜合能耗計算(能耗轉化為碳的排放量)

電解水制氫一標方氫氣需要3~5度電左右(詳見下表)。11.2標方氫氣為1公斤,電解水制氫1公斤耗電約35~55度左右,所以水解制氫成本取決于電價。以下圖表為常見電解水方式的耗電以及優缺點對比圖表:

二、關于氫氣發電數據

1公斤氫氣的熱值約當于33KW h(度)電,氫燃料電池電堆發電效率一般在40%~60%區間工作。一般按照50%效率計算,1公斤氫氣可發電發電在16度左右。該數值取決于燃料電池功率輸出的效率點。下圖是一款產品的效率曲線示意。

說明:這里的效率僅指發電效率,不含熱效率;這個效率值會隨著科技的發展會有提升,比如日本豐田NEDO路線圖中到2040年的最高效率目標是78%;隨著輸出功率變化效率也是一個動態變化過程,我們看均值更有意義;由于電堆集成系統后有空壓機等輔助系統的寄生功率,所以實際對外做功效率會更低。

三、關于氫氣高壓氣態運輸數據

1公斤氫氣從常壓升到20MPa(200個大氣壓)需要大約2度電。目前常用的長管車(魚雷車)運氫方式基本是這個壓力,為了降低運輸成本正在研發提升長管車壓力。另每個長管魚雷車一般由6~8個高壓鋼瓶組成,每車拉約260~460公斤的氫氣。該種運輸方式在200~300公里以內(150公里最經濟)相對有經濟性,也是目前最常用的運氫方式。卸氣一般需要2~6小時。

說明:目前正在從政策和技術層面提升氣態運氫能力,預計運氫儲罐壓力提升到45~50MPa,這樣一車預計可以運輸1000~1500公斤。會讓高壓氣態運輸更有經濟性。

四、關于氫氣的摩爾體積數據

一公斤氫氣約為11.2標方(標況下的11.2個立方米體積)。

五、關于液氫的數據

氫氣需要在21K(零下253攝氏度)時才能液化,現狀液化1公斤氫氣需要11~15度電左右。隨著技術改進,有機會做到5~8度電,(這個過程是高難度的,高技術含量的)。液氫的密度71g/L?,F狀常用液氫槽罐車容積大約65立方米,一次可以運輸液氫約4000Kg.

六、關于車載儲氫瓶內氫氣密度的數據

車載儲氫瓶70MPa(700個大氣壓)下每升含重量只有約39克。中國目前采用的是35MPa(350個大氣壓),每升重量約20~22g左右(也和溫度相關)。深冷液化需要到零下253℃,每1升液氫重量為含71克,即1立方液氫約70公斤多(83公斤是純理論值)。

氫氣在不同壓力和溫度下的密度曲線圖(可查表)

說明:所以35MPa下140L的車載儲氫瓶儲氫量約3公斤左右;目前常見的35MPa車載儲氫瓶有:100L、120L、140L、145L、210L、165L、260L、385L等常見規格。

七、關于有機物儲氫的數據

現狀有機液體儲氫技術可以實現在常溫常壓下每1升含氫近60克,所以它的儲氫量是非常高的,但是釋放氫氣出來需要加熱到200度左右,也是個高耗能的過程。

八、關于續航里程的數據

1公斤氫氣,可以約發16度電,10.5米多的大巴跑一公里,大約需要0.6-0.9度電,大巴車100公里耗氫約4~5.5公斤左右;乘用車百公里耗氫約0.5~0.8公斤,日本豐田Mirai儲氫5.6公斤,最大續航里程1030公里系統功率130KW,40噸左右的重卡百公里耗氫約10~13公斤(概數)。

九、關于加氫站的數據

加氫站主要設備壓縮機、加氫機都有能耗。在高壓儲罐和車載系統均壓后,仍需要壓縮機給高壓儲罐增壓故有能耗,加氫機也有需要預冷散熱等能耗。統計到加氫機每加1公斤耗電量約在0.8度以內。(數據來自于上海、武漢、安徽三地加氫站數據,如有錯誤請指正)

另,國內加氫站氫氣售價是35~80元/公斤區間。

原標題:氫電轉化、能耗基本數據科普短文

來源:氫眼所見

碳中和氫能源現狀 氫能源能耗比

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