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科普短文丨氢电转化、能耗基本数据

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-10 05:24阅读:原标题:科普短文丨氢电转化、能耗基本数据

电解水制氢一标方氢气需要3~5度电左右(详见下表)。11.2标方氢气为1公斤,电解水制氢1公斤耗电约35~55度左右,所以水解制氢成本取决于电价。

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一、关于电解水制氢数据

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电解水制氢一标方氢气需要3~5度电左右(详见下表)。11.2标方氢气为1公斤,电解水制氢1公斤耗电约35~55度左右,所以水解制氢成本取决于电价。以下图表为常见电解水方式的耗电以及优缺点对比图表:

二、关于氢气发电数据

1公斤氢气的热值约当于33KW h(度)电,氢燃料电池电堆发电效率一般在40%~60%区间工作。一般按照50%效率计算,1公斤氢气可发电发电在16度左右。该数值取决于燃料电池功率输出的效率点。下图是一款产品的效率曲线示意。

说明:这里的效率仅指发电效率,不含热效率;这个效率值会随着科技的发展会有提升,比如日本丰田NEDO路线图中到2040年的最高效率目标是78%;随着输出功率变化效率也是一个动态变化过程,我们看均值更有意义;由于电堆集成系统后有空压机等辅助系统的寄生功率,所以实际对外做功效率会更低。

三、关于氢气高压气态运输数据

1公斤氢气从常压升到20MPa(200个大气压)需要大约2度电。目前常用的长管车(鱼雷车)运氢方式基本是这个压力,为了降低运输成本正在研发提升长管车压力。另每个长管鱼雷车一般由6~8个高压钢瓶组成,每车拉约260~460公斤的氢气。该种运输方式在200~300公里以内(150公里最经济)相对有经济性,也是目前最常用的运氢方式。卸气一般需要2~6小时。

说明:目前正在从政策和技术层面提升气态运氢能力,预计运氢储罐压力提升到45~50MPa,这样一车预计可以运输1000~1500公斤。会让高压气态运输更有经济性。

四、关于氢气的摩尔体积数据

一公斤氢气约为11.2标方(标况下的11.2个立方米体积)。

五、关于液氢的数据

氢气需要在21K(零下253摄氏度)时才能液化,现状液化1公斤氢气需要11~15度电左右。随着技术改进,有机会做到5~8度电,(这个过程是高难度的,高技术含量的)。液氢的密度71g/L。现状常用液氢槽罐车容积大约65立方米,一次可以运输液氢约4000Kg.

六、关于车载储氢瓶内氢气密度的数据

车载储氢瓶70MPa(700个大气压)下每升含重量只有约39克。中国目前采用的是35MPa(350个大气压),每升重量约20~22g左右(也和温度相关)。深冷液化需要到零下253℃,每1升液氢重量为含71克,即1立方液氢约70公斤多(83公斤是纯理论值)。

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