郑津洋
浙江大学教授

各位来宾,大家好,很荣幸有机会跟大家汇报中国加氢站储氢技术的进展。我的汇报分为四部分,大家都知道储氢装置是加氢站技术当中非常重要的一个装置,随着氢能的发展,加氢站的建设越来越多。储氢的装备需求量不断地增长,这样一种高压装备跟传统的装备有一些特点:
一、氢气容易发生泄露和爆炸。二、产生高压的作用,如果压力超压有可能发生爆炸,同时由于压力的循环也可能导致破坏。另外,氢有可能侵入到材料内部,导致材料内耗,这方面金属和非金属都有这样的情况发生。我们希望加氢站储氢的装置有一些基本的特点:一、希望它能够承受高压。二、我们希望这个装备能够具备它在线检测功能,一旦氢气发生泄露,我第一时间可以时间。三、有自动预报的能力。四、良好的经济性,制造更加简便。
我们回顾世界上一些高压储氢技术,首先用得比较多是无缝、钢制容器,主要是美国,这种装备优点是整体没有焊缝,不存在焊缝带来的隐患。但是有一些不足的地方,包括因为它用的是高强超钢,这种材料在日本、美国、中国的研究都表明在高压环境下来,这种钢的扩散速率是空气的30-80倍。
二、由于这样钢结构,我们很难对它进行安全状态实时的监测。三、它的溶解受到限制,要建设大型的加氢站,需要多台的容器结合在一起。现在欧洲比较推行的缠绕结构,比如日本的KHKGT,是铝作为内胆,它的优点轻制,缺点是成本比较高。所以目前来讲要扩大规模有点困难,日本的标准2050年规定,容器上线500L。还有美国能源部支持开展的结构,是钢的内胆外面缠绕钢丝,这个技术是试图解决成分问题,但是现在还在研究过程中,美国的专家到中国,希望美国应用成熟以后到中国推广。还有日本神户制钢,这些结构也存在着一些挑战。
针对这样的情况,我们大家可以看到,大量的氢高压储存仍然面临着成本、安全、溶解方面的挑战,我们要加强的建设,它的储存装备一定要满足刚才汇报的相关条件。怎么衡量它的优越性?美国能源部给出一个参数,希望在安全的同时实现经济性。那么加强这样的装备,跟车载不一样,车载希望轻,但是加氢站里面对重量没有明确要求,美国能源部提出来的参数也可以看出,它就是按照经济性判断的。根据这样的情况,我们浙江大学联合海德立行(谐音)公司,我们开发成功了多多层的钢制的高压储氢装置,这个技术核心思想是希望能够采用多层的结构,风头也是多层的,经过全多层的结构,通过四方面的创新解决安全性问题、经济性问题。
围绕这个工作,我们仍然在过去的20多年里面没有间断,从2003年开始一直研究,做实践、做标准,到今年跟ISO进行了沟通,希望ISO认可中国研制的技术。跟ISO好好沟通,以达到他们的标准。 技术的创新有四方面:一、经过全多层的技术解决清洁的问题,我们希望能够找到跟氢相容性好的材料,我们首先研究的实验的装置,在方方面面的支持下来,我们研究成功了压力高达140兆帕的技术,我们做技术升级使得可以在不同的温度下进行。二、把薄板跟钢带结合起来,我们的内胆使用又窄又薄地钢带,就可以降低成本。如果进行批量化生产以后,成本方面应该可以满足美国能源要求。三、我们考虑到它的泄露,我们可以实时检测到泄露问题。
围绕相关的技术,在全国很多委员会的指导下面取得一些进展,使得这类产品承受压力达到140兆帕。所以它的设计灵活,可以实现在线监测,安装简便。刚刚日本丰田在中国建立加氢站的,溶剂是98立方。我的汇报到这里,谢谢大家!

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