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政策推进氢能“制储输用”全链条发展,传感科技护航绿色转型

去年,中共中央、国务院印发《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》,这是中央首次对加快经济社会发展全面绿色转型进行系统部署。《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》中明确提出推进氢能“制储输用”全链条发展,这是我国加快能源结构转型、推动绿色低碳发展的重要举措。

氢能作为一种清洁、高效的能源,其应用前景广阔,但在氢能产业的发展过程中,安全问题是不可忽视的重要环节。因此,氢气安全检测传感器解决方案显得尤为重要。


01氢能:绿色转型的新引擎

氢能以其清洁、高效、可再生的特性,在全球能源转型中扮演着举足轻重的角色。《意见》明确指出,要大力发展非化石能源,其中氢能作为新型能源的代表,被寄予厚望。通过加快西北风电光伏、西南水电、海上风电等清洁能源基地的建设,以及积极发展分布式光伏、分散式风电等多元化能源形式,为氢能的生产提供了丰富的原料来源。同时,《意见》还强调要推进氢能“制储输用”全链条发展,这不仅是对氢能产业的一次全面布局,更是对未来能源体系的一次深刻变革。


02氢能“制储输用”全链条发展的重要性

氢能作为新型能源,其最大的优势在于燃烧产物仅为水,无污染、零排放,完全符合可持续发展的要求。在全球应对气候变化、减少温室气体排放的大背景下,氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源之一。然而,要实现氢能的大规模应用,必须构建完善的氢能“制储输用”全链条体系。

但氢气相对分子质量较小,生产、传输和使用过程中易发生泄漏,当空气中氢气含量在4%~75%时,遇火源极易发生爆炸。因此,氢气的准确测量成为了亟需解决的问题。


“制储输用”全链条体系

1.制氢环节:传统制氢技术存在碳排放问题,而利用光伏、风能等新能源电力通过电解水制备的绿氢,成为当前氢能产业上游制备环节的主要技术选择。这不仅有助于降低碳排放,还能推动新能源电力与氢能产业的协同发展。在电解水制氢等制氢过程中,实时监测氢气浓度,确保制氢设备的安全运行。

2.储氢环节:氢气的储存和运输是氢能产业链中的关键环节。目前,主要采用高压气态储氢和液态储氢两种方式。这两种方式各有优劣,但都对储氢设备的材质和工艺提出了极高要求。在高压气态储氢和液态储氢等储氢方式中,安装氢气传感器以监测储氢容器的氢气浓度,预防泄漏事故。

3.输氢环节:氢能管道的建设和运营是实现氢能长距离、大规模输送的重要途径。然而,由于氢气的易燃易爆特性,管道的安全性和可靠性成为亟待解决的问题。在氢气运输车辆和管道中安装氢气传感器,实时监测运输过程中的氢气浓度,确保运输安全。

4.用氢环节:氢能的应用领域广泛,包括交通运输、工业燃料、分布式能源等多个方面。随着氢能技术的不断成熟和成本的降低,其应用前景将更加广阔。在加氢站中广泛应用氢气传感器,确保加氢过程中的氢气浓度在安全范围内,避免发生爆炸等事故。


03氢能安全检测传感器解决方案:科技护航绿色转型

针对氢能安全检测的需求,传感器技术发挥着不可替代的作用。氢气传感器作为检测氢气浓度的核心设备,其性能直接关系到氢能系统的安全稳定运行。目前,市场上已有多种原理的氢气传感器可供选择,包括催化燃烧式、半导体式、热导式等。这些传感器各具特色,能够满足不同场景下的检测需求。

由于不存在化学反应,热导型氢气传感器相对而言非常稳定,使用寿命较长,且特别适合于检测高浓度氢气。

慧闻科技研发的热导式氢气传感器实现从设计到生产的全链条自主可控,填补氢能安全监测领域国产化空白。该传感器较传统催化燃烧式、半导体式氢气传感器,具有更快响应速度、更长使用寿命及更宽测量范围,支持氢气泄漏快速报警、氢气浓度实时监测,应用于氢燃料电池汽车、制氢加氢站等场景。

导热气敏材料根据不同可燃性气体与空气导热系数的差异来测量气体浓度。通常导热系数的差异通过电路转化为电阻的变化,传统的检测方法是将待测气体送入气室,气室的中心是热敏元件,如热敏电阻、铂丝或钨丝,加热到一定温度。

当待检测气体的热导率高时,热量将更容易从热敏元件中消散,并且其电阻将减小。改变的电阻将通过信号调节和转换电路(一种可以将传感元件输出的电信号转换成便于显示、记录和控制的有用信号的电路),在那里它被惠斯通电桥转换成不平衡。

热导式氢气传感器模组MKF1012具有寿命长、检测范围大、稳定性良好、成本低廉等非常多的技术优势。热导型传感器虽然同时受环境温度、湿度、压力影响,但影响结果为线性规律,可增加温度、湿度、压力测量,进行补偿。倘若将其应用于气体浓度检测中,可以有效的提升气体浓度检测的效率和精准度,模组在传感器信号处理上采用了惠斯通电桥和专用ADC,最大程度的提高了模组的抗干扰和可靠性,对于相关行业的工作非常有帮助。

《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》中推进氢能“制储输用”全链条发展的战略部署,将促进氢能产业的快速发展。而氢气安全检测传感器解决方案作为保障氢能安全使用的重要手段之一,将在氢能产业的发展过程中发挥重要作用。通过技术创新和政策支持的不断推进,我们有理由相信氢能产业将迎来更加广阔的发展前景,为实现碳达峰、碳中和目标贡献力量。

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