川崎氢路

为以氢为基础的社会铺平道路

川崎未来展望

今天,我们社会的能源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”。它可以像石油一样作为燃料来驱动汽车,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会排放二氧化碳。
我们将能够继续驾驶汽车和使用氢电力。
我们的日常生活不会改变。但是多亏了氢能,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:终极能源
干净的和强大的

氢是一种不排放二氧化碳的清洁能源2当使用时,可以从许多来源获得。利用氢作为能源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”。
川崎拥有与这些工艺高度兼容的技术。川崎的技术将把氢气生产基地与能源消费者联系起来,由此诞生了“氢气之路”。

“生产”、“运输/储存”和“利用”

氢路

生产

生产

生产
褐煤

“氢气”解决方案利用了以前未使用的资源

尽管褐煤潜力巨大,但由于各种原因,它无法运输到消费者手中,因此一直没有得到利用。将褐煤转化为“氢”的解决方案使以前未使用的资源得到实际利用。氢的能量将在能源生产基地和消费基地之间创造一条被称为“氢之路”的新路径。

褐煤它存在于澳大利亚拉特罗布山谷地下大约5米的地方。
据估计,这些储量相当于日本240年的总发电量。
氢气从褐煤中产生,然后用液化氢运输船运到日本。

褐煤是早期的煤、植物化石,距今不到1亿年。由于自燃引起的运输和储存问题,一直没有得到广泛的应用。

生产可再生能源

大自然母亲不能被人类控制。
随着可再生能源发电的普及,电力供应的稳定性成为一个问题。
如果多余的能量以氢气的形式储存,它可以在任何需要它的人需要的时候使用。

可再生能源生产 可再生能源生产
氢的运输与储存


运输和贮存

液化氢:大运量运输的关键

川崎重工的低温技术使得大规模的氢气运输成为可能。

当低温冷却到-253°C时,氢从气态(GH2)转变为液态(LH2),缩小至原来体积的1/800。体积减小后,储存和运输效率显著提高,使氢的分布更加广泛。
以液化形式运输氢是最有效的方法之一。
这项技术已经投入商业应用。
该领域利用了川崎多年来提供液化天然气(LNG: -162℃)运输船、储罐和接收站、低温液氢储罐的经验。
川崎已经掌握了建立氢能社会所需的大规模运输氢的尖端技术的钥匙。

实现-253°C:低温

利用川崎重工的专利技术,开发了日本第一个工业规模的氢气液化系统。

开发的氢气液化系统安装在哈里马工厂的氢气技术示范中心,每天能液化大约5吨氢气。
该系统是在川崎重工低温材料处理技术和我们在开发高转速机械中培养的涡轮技术的基础上建立起来的。

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重工建造。
川崎重工将推出世界上第一艘液化氢载体。

为了使氢成为可行的新一代能源,需要高效、安全地运输大量氢的技术。川崎重工在1981年建造了日本第一艘液化天然气运输船。从那时起,川崎重工在海上低温运输技术方面一直处于领先地位。我们是国内少有的将造船技术与液氢低温技术相结合的企业。

液化天然气船

-162°C LNG运输船:川崎40年的骄傲

液化天然气船
先导液氢运输船
先导液氢运输船
先导式液氢运输船“SUISO FRONTIER”

自第一艘日本建造和第一艘亚洲建造的液化天然气船建造以来,已经过去了40多年。世界上第一艘液化氢载体“SUISO FRONTIER”正在建造中,目前已进入最后阶段。
专门为LH设计的高压低温货物密封系统2是在川崎现有的LNG运输船建造技术和LH2陆路运输和仓储。的韩2承运人是根据国际海事组织*批准的安全要求设计和建造的,作为临时建议。
2需要保持在低于液化天然气100°C左右,并且很容易蒸发。这艘航母现在正在推进技术示范的最后准备工作,运输澳大利亚生产的液化氢。

国际海事组织:国际海事组织

大型液氢运输船

如果实现广泛使用氢气的社会,有必要把从海外生产的廉价氢气大量运到日本。氢,终极清洁能源。如果氢像煤炭、石油、天然气一样成为普通的能源,川崎开发的大型液态氢载体将支持氢的分布。

运输
陆地运输

液化氢容器
液化氢容器

液化氢容器,使液化氢的陆路运输

随着对氢能需求的增加,将需要陆路运输将大量的液态氢运送到消费场所。我们为液化天然气储罐开发的保温技术可以在-253°C的温度下运输液化氢。

复合气瓶压缩气体氢拖车
复合气瓶压缩气体氢拖车

压缩气态氢拖车,满足各种运输需求

随着燃料电池汽车的上市,加氢站的准备工作已经开始。日本川崎重工开发出了日本第一辆使用复合气瓶的压缩氢拖车,可以将氢从国内氢气生产设施运输到异地氢气站,储存在拖车内,并供应给燃料电池汽车。

存储

川崎技术:
建立在30多年研究火箭燃料的基础上

通过开发JAXA(日本宇宙航空研究开发机构)的种子岛航天中心火箭发射设施的液态氢储存罐,以及用于陆地运输的液态氢容器,川崎开发出了安全运输和存储-253°C低温液态氢的技术。川崎技术基于长期成功处理氢气的历史,将在建立氢能网络方面发挥重要作用。

液化氢储罐
液化氢储罐

日本最大的国产液化氢储罐,配备先进的绝缘技术,最大限度地减少蒸发气体

在液化氢储罐中,来自太阳的热量和其他外部因素导致储存的液体蒸发。这就是所谓的蒸发气体,减少其形成的技术对液化氢的长期储存至关重要。为了保持储存液态氢所需的-253°C条件,川崎开发了比我们的液化天然气储罐使用的更先进的隔热技术,以将蒸发气体的形成保持在绝对最小的水平。30年来,我们的高性能液化氢储罐一直支持着JAXA种子岛航天中心的努力——这是对川崎技术的高度信任的证明。

回答液氢储罐
基地+船合成
神户液化氢接收站“Hy touch Kobe”

川崎完成了神户LH2位于神户机场岛的“Hy touch Kobe”终点站,由低温温度为-253℃的输送液态氢的装卸臂系统(LAS)、液态氢储存罐及相关设施组成。
的韩2目前正在进行全球首个技术示范、国际氢能供应链。

液化水素タンク
氢的利用率

利用

未来的社会
氢能利用在望

当氢能源开始广泛利用时,社会将发生巨大的变化。不排放一氧化碳的燃料电池汽车2将变得司空见惯,从移动到发电的一切都将由清洁的氢高效提供动力。氢气将有助于提高能源效率,同时有助于实现环境友好型社会。这种梦想能量将有助于创造一个可持续的未来。

燃气轮机氢技术

氢能的最有效利用之一就是氢能燃气轮机发电。
川崎重工已经开发出一种只使用氢气或天然气以及它们的任何混合物的燃烧专有技术。新开发的燃烧技术使现有的天然气轮机主体无需改造即可使用,使整个涡轮系统能够适应氢气独特的燃烧特性。
2018年春天,在仅以氢气为燃料的城市地区,利用燃气轮机发电系统为周边4个公共设施同时供热和发电,成功完成了示范。这是世界上第一次。

迈向氢社会-氢燃气轮机

利用氢热电联产系统的智慧社区技术开发项目
神户港口岛

该示范项目采用热电联产系统(CGS* 1),配有氢气涡轮机。
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,其中有一个1兆瓦的燃气涡轮机,由氢气和天然气作为燃料。

这是由NEDO在一个特定主题下进行的工业技术发展费用补贴项目* 2(2015 - 2018财年)与大林株式会社、神户市和关西地区的主要公司合作。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
    国家研究与发展署,
    新能源和产业技术发展组织
  • NEDO

湿式燃烧器
氢和天然气燃料燃烧器

川崎是如何将矛盾因素结合起来的?

传统燃气轮机和氢燃气轮机的区别在于燃烧室。
川崎重工不仅为氢气设计了燃料,而且还开发了可以灵活使用天然气、氢气或两者的混合物作为燃料的技术。
但是,需要一种同时解决稳定燃烧和减少NOx排放等相互冲突因素的技术。

氢几乎是我们社会的一部分。

该示范项目利用氢气产生热量和能量,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。

“纯氢干式低NOx燃烧技术”

NEDO

氢技术及利用项目进展

新技术的诞生
具有“7倍”火焰传播速度
加上高燃烧温度

氢燃烧的火焰速度比天然气快7倍左右,燃烧温度更高。因此,从技术上讲,使用氢气的燃烧器需要克服一系列问题,如燃料喷嘴烧坏、燃烧不稳定、NOx排放增加等。
在实践中,这意味着需要先进的技术来开发一种能够应对氢燃烧特性的燃烧器。

例如,为了保护燃料喷嘴免受高温火焰的影响,喷嘴上涂有陶瓷。针对火焰温度越高,NOx排放越高的问题,川崎重工通过注水来降低火焰温度,但实际上这样会恶化燃油经济性。因此,川崎开发了纯氢燃料干式低NOx燃烧技术,作为克服这一问题的全新思路。其原理是将燃料进行细分,并将其从机械铅笔芯直径大致相同的微型喷嘴中喷射出来,这样燃料就会在“微火焰”中燃烧。川崎把这项技术称为“Micromix”。使用Micromix燃烧室,可以燃烧100%的纯氢,同时抑制NOx排放,无需注水。因此,CO的实现2零排放发电指日可待。

本研究的结果是从以下研究中获得的。在2014和2015财政年度,我们开展了一项跨部门战略创新促进计划(SIP)和“能源载体”项目,该项目由科学、技术和创新委员会(CSTI)(资助机构:JST)支持。2016 - 2018财年,开展了国家研发公司新能源与产业技术发展组织(NEDO)外包项目“氢技术与利用推进项目”。

<仅氢干低NOx燃烧技术>
有了这项技术,燃料就可以通过大约机械铅笔芯直径的微型喷嘴喷出来分成少量。川崎将这种下一代燃烧器技术称为“Micromix”。

氢发电
迈向氢社会-氢燃气轮机