关于储氢运氢的几点小知识

 

关于氢气的储运问题，业内一直在研讨之中。目前的技术条件下，不同的运氢方式均有一定程度的危险性。高压运输方式具有易爆的危险性，液氢运输方式在热量丢失后，会气化使容器内压力越来越高，形成易爆的危险特征、管道运输的输氢管长期处于高压下，易产生氢脆现象，使管道断裂产生泄露。

 

 

高压气态储氢存在一定的危险性，但能通过适当的方式降低风险。在高压运输方式中，目前美国已出台了相应的标准设计，如长管拖车需符合DOT-3AA/3AAX压缩气体运输标准，使其安全系数达到2.48、出台的E-8009标准，限定了储氢材料的钢材成分以及可承受的压力等；我国上海则通过控制运氢外部温度和时间段来提高运氢的安全性，如当户外气温大于30℃，仅能在夜间运输。高压气体运输方式存在一定的危险性，但能通过适当的方式降低风险。

 

 

液氢运输安装卸压阀调节内部压力，无明火状态不构成危险。由于液氢运输的储氢装置不能完全的隔热，会造成液氢蒸发使装置内压力增大，但可在装置上安装卸压阀，调节装置内部压力，且氢气排出后扩散迅速，在户外无明火状态不会构成危险。

 

 

管道运输的输氢管材料选用铝制复合材料，防止氢脆发生。管道使用的高强度钢如锰钢、镍钢等，若长期处于高压氢气的环境下，内部分子易受氢气分子入侵，使强度变低，但铝结构受此类影响较小，可采用铝制合金作为内层材料，降低氢脆现象。

 

 

在当前氢能源发展的现实情况下，氢气的运输需要基于考虑运输过程的能量效率、氢的运输量、运输过程氢的损耗和运输里程。在用量小、用户分散的情况下，气氢通常通过储氢容器装在车、船等运输工具上进行输送，液氢运输多用车船等运输工具，氢气用量大时一般采用管道输送。

 

估算当运输距离为50km时，长管拖车的运输成本为5.43元/kg（0.49元/Nm³），运输距离为500km时，运输成本高达20.18km/kg（1.80元/Nm³），考虑到经济性问题，长管拖车运氢一般适用于200km内的短距离运输。

 

估算当管道运能利用率达到100%时，输送距离为100km,运氢成本为1.20元/kg（0.12元/Nm³），差不多是同等距离下气氢拖车成本的1/5,但当管道运能利用率仅为20%时，管道运输成本和气氢拖车运输成本相当。

 

液氢运输成本对距离变动比较不敏感，估算运输距离为50-500km时，液氢运输价格在13.51-14.01元/kg（1.21-1.25元/Nm³）。

 

综合来看，运输距离在250km以内，长管拖车的运输成本比液氢罐车成本低，超过250km时液氢罐车运输更具优势，超长距离运输时管道运输则是最优解决方案，根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》中提出的储运发展路径，中期2030年氢气的储运以气态高压、低温液态相结合，远期2050年氢气管网密布将成为主要的运输方式。