川崎氢路

为氢能社会铺平了道路

未来的远景

今天,我们的社会主要依赖于化石燃料,如石油或天然气。
这造成了全球变暖的严重环境问题和自然资源枯竭的风险。“氢能”为确保稳定的能源供应和保护全球环境提供了解决方案。

氢被称为“终极清洁能源”。它可以像石油一样用作汽车的燃料,也可以像天然气一样用来发电。
此外,与化石燃料不同,氢在燃烧产生能量时不排放二氧化碳。
我们将能够继续驾驶汽车和使用氢电。
我们的日常生活不会改变。但是由于氢能,我们的社会可以发生巨大的变化。

川崎希望通过氢能给世界人民带来一个新的未来。
这项利用整个川崎集团综合能力的计划已经开始。

氢:终极能量
干净的和强大的

氢,一种不释放CO的清洁能源2当使用时,可从许多来源派生。将氢作为能源利用的基础设施的准备工作正在全球范围内展开。

氢的“生产”、“运输/储存”和“利用”。
川崎重工拥有与这些工艺高度兼容的技术。川崎技术将把氢生产基地与能源消费者联系起来,并由此产生了氢之路。

“生产”、“运输/储存”和“利用”

氢路

生产

生产

生产
褐煤

“氢”解决方案利用了以前未使用过的资源

尽管有巨大的潜力,但由于种种原因,褐煤无法运输到消费者手中,所以没有被使用。将褐煤转化为“氢”的解决方案使以前未使用过的资源能够得到实际利用。氢的力量将在能源生产基地和能源消费基地之间开辟一条名为“氢之路”的新道路。

褐煤它位于澳大利亚拉特罗布山谷地下约5米的地方。
据估计,这些储量相当于日本240年的总发电量。
氢气是从褐煤中提炼出来的,然后用液化氢运输船运到日本。

*褐煤是一种早期煤、植物化石,距今不到1亿年。由于自燃引起运输和储存方面的问题,目前尚未得到广泛应用。

生产可再生能源

大自然是人类无法控制的。
随着可再生能源发电的广泛应用,电力供应的稳定性成为一个问题。
如果过剩的能量以氢的形式储存起来,就可以在任何需要的人需要的时候使用。

可再生能源生产 可再生能源生产
氢运输与储存


运输和贮存

液化氢:大容量运输的关键

川崎的低温技术使氢的大规模运输成为可能。

当低温冷却到-253°C时,氢从气态(GH2)变为液态(LH2),缩小到原来体积的1/800。随着体积的减小,储存和运输效率显著提高,使得氢气的分布更加广泛。
以液化形式运输氢是最有效的方法之一。
这项技术已经用于商业用途。
川崎在提供液化天然气(LNG:在-162℃)运输船、储罐和接收终端以及低温液化氢储罐方面有着多年的经验。
作为氢能社会的基础,川崎已经掌握了最尖端的氢能大众运输技术。

实现-253°C:低温

利用川崎专利技术开发日本首个工业规模的氢液化系统。

开发的氢气液化系统安装在Harima工厂的氢气技术演示中心,每天可液化约5吨氢气。
该系统是基于川崎的低温材料处理技术和我们在高速机械开发中培育的涡轮技术。

回答川崎的氢液化系统

运输
海上运输

日本第一艘液化天然气运输船由川崎建造。
川崎重工将推出世界上第一艘液化氢运输船。

为了将氢作为一种可行的下一代能源加以利用,需要高效、安全地运输大量氢的技术。川崎重工于1981年建造了日本第一艘液化天然气运输船。从那时起,川崎重工一直是海上运输低温技术的领导者。我们是将造船技术和液态氢低温技术结合在一起的罕见企业。

液化天然气船

-162°C液化天然气运输船:40年的川崎骄傲。

液化天然气船
先导液化氢船
先导液化氢船
试点液化氢运输船“SUISO FRONTIER”

自日本建造第一艘液化天然气船和亚洲建造第一艘液化天然气船以来,已经过去了40多年。世界上第一艘液化氢运输船“SUISO FRONTIER”正在建造中,目前已进入最后阶段。
专门为LH设计的加压低温货物密封系统2是基于川崎现有的LNG船建造技术和LH2陆上运输、仓储。的韩2承运人的设计和建造是基于国际海事组织批准的安全要求*作为临时建议。
2需要保持在比液化天然气低100°C左右,容易蒸发。这艘航母目前正在进行运输澳大利亚产液化氢的技术演示的最后准备工作。

*IMO:国际海事组织

大型液氢运输船

如果实现氢气广泛使用的社会,就有必要将海外生产的大量低成本氢气运往日本。氢,终极清洁能源。如果氢气成为煤炭、石油、天然气等普通能源,川崎重工开发的大型液化氢运输船将支持其流通。

运输
陆地运输

液化氢容器
液化氢容器

液化氢容器,使液化氢陆地运输成为可能

随着对氢能需求的增加,将需要陆地运输将大量的液化氢运送到消费地点。我们为液化天然气储罐开发的绝缘技术可以在-253°C的条件下运输液化氢。

带复合钢瓶的压缩气态氢拖车
带复合钢瓶的压缩气态氢拖车

压缩气体氢拖车,满足各种运输需求

随着燃料电池汽车进入市场,加氢站的准备工作已经开始。川崎重工已经开发出日本第一辆带有复合气瓶的压缩氢拖车,这将使氢从国内的氢生产设施运输到异地的氢站,并储存在拖车中,并供应给燃料电池汽车。

存储

川崎技术:
建立在30多年来研究火箭燃料的基础上

通过日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)种子岛航天中心火箭发射设施的液化氢储存罐和陆运液化氢容器的开发,川崎已培育出安全运输和储存-253°C低温液化氢的技术。基于长期成功处理氢的川崎技术,将有助于构建氢能源网络。

液态氢储罐
液态氢储罐

日本国内最大的液化氢储罐,配备先进的绝缘技术,最大限度地减少蒸发气体

在液化氢储存罐中,来自太阳和其他外部因素的热量会使储存的液体蒸发。这就是所谓的蒸发气体,而将其形成最小化的技术对于液化氢的长期储存至关重要。为了保持储存液化氢所需的-253°C的条件,川崎开发了比我们的液化天然气储罐更先进的隔热技术,以保持蒸发气体的生成到绝对最小。30年来,我们的高性能液态氢储存罐为日本宇宙航空研究开发机构种子岛航天中心的工作提供了支持,这证明了我们对川崎技术的高度信任。

液态氢储存罐
基地+船合成
神户液化氢接收终端“Hy touch Kobe”

川崎完成了科比的LH2位于神户机场岛的“Hy touch Kobe”航站楼,由输送低温为-253℃的液态氢的装载臂系统(LAS)、液态氢储罐及相关设施组成。
的韩2终端现在正在进行世界上第一个技术示范,国际氢能供应链。

液化水素タンク
氢的利用率

利用

广阔的未来社会
氢能利用在望

当氢能开始被广泛利用时,社会将会发生巨大的变化。不排放一氧化碳的燃料电池汽车2将变得司空见惯,从交通到发电的一切都将有效地由清洁的氢提供动力。氢将有助于提高能源效率,同时有助于实现环境友好型社会。这种梦想的能量将有助于创造一个可持续的未来。

燃气轮机用氢技术

氢能的最有效利用之一是氢气涡轮发电。
川崎已经开发了一项专利技术,可以只使用氢或天然气以及它们的任何混合物进行燃烧。新开发的燃烧技术使现有的天然气涡轮无需对其主体进行改造即可利用,整个涡轮系统能够适应氢气独特的燃烧特性。
2018年春季,在以氢为燃料的城市地区,利用燃气轮机发电系统,成功完成了向周边4个公共设施同时提供热能和电力的示范。这是世界上第一个。

朝向氢社会-氢燃气轮机

利用氢热电系统的智慧社区技术开发项目
神户港口岛

这个示范项目利用了一个热电联产系统(CGS)*1)和氢气涡轮。
在原源岛清洁中心的旧址上,我们建造了一个热电联产系统,该系统使用1兆瓦燃气涡轮,以氢气和天然气为燃料。

这是国家技术发展办公室在特定主题下进行的工业技术开发费用补贴项目*2(2015 - 2018财年)与大林株会社、神户市和关西地区的主要企业合作。这是世界上首次尝试向城市地区提供氢气产生的热能和电力。

  • * 1厘米克秒
    CGS是供热和供电系统的统称。
  • * 2 NEDO
    国家研究和发展机构,
    新能源和工业技术发展组织
  • NEDO

湿式燃烧器
氢和天然气燃料燃烧器

川崎如何结合各种矛盾因素?

传统燃气轮机和氢燃气轮机的区别在于燃烧室。
川崎重工并没有只设计氢燃料,而是设计了一种技术,使天然气、氢或它们的混合物可以灵活地用作燃料。
但是,需要一种技术来解决稳定燃烧和降低NOx排放等相互矛盾的因素。

氢几乎是我们社会的一部分。

该示范项目利用氢气生产热能和电力,供应给附近的公共设施。
这是世界上第一个在城市地区进行的此类项目。
氢几乎是我们社会的一部分。

“只氢干式低NOx燃烧技术”

NEDO

氢技术与利用进展项目

新技术的诞生
具有“7倍”火焰传播速度
加上燃烧温度高

氢燃烧的火焰速度大约是天然气的7倍,燃烧温度也更高。因此,从技术上讲,使用氢的燃烧器需要克服一系列问题,如燃料喷嘴燃尽、燃烧不稳定和氮氧化物排放增加。
在实践中,这意味着需要先进的技术,以开发一个燃烧室,可以应付氢燃烧的特点。

例如,为了保护燃料喷嘴不受高温火焰的影响,喷嘴被涂上了一层陶瓷。针对火焰温度升高会导致氮氧化物排放增加的问题,川崎重工通过注水来降低火焰温度,但这实际上恶化了燃油经济性。因此,川崎开发了纯氢燃料干式低NOx燃烧技术作为一种全新的思路来克服这一问题。其原理是将燃料细分,然后从大约机械铅笔芯直径的小喷嘴中喷射出来,这样燃料就会在“微火焰”中燃烧。川崎称这种技术为“Micromix”。使用Micromix燃烧室,可以燃烧100%纯氢,同时不需要注水就能抑制NOx排放。因此,实现CO2零排放发电即将到来。

目前的研究结果是从下列研究中获得的。2014、2015财政年度,国家科技创新委员会(资助机构:JST)跨部门战略创新促进计划(SIP)和“能源载体”项目1项。从2016财年到2018年,另一项研究是氢技术和利用进展项目,这是国家研发公司新能源和工业技术发展组织(NEDO)的外包项目。

<氢只干低NOx燃烧技术>
有了这项技术,燃料就会被分割成小的量,通过大约机械铅笔芯直径的小喷嘴喷射出来。川崎将这种下一代燃烧器技术称为“Micromix”。

氢发电的答案
朝向氢社会-氢燃气轮机