有關氫能應用的軌跡,最早可以追溯到汽油、天然氣之前。如今,氫能作為能源轉型的中堅力量,在難以脫碳的領域中扮演著重要的角色,例如電力、製造業、交通領域是主要的碳排放來源,氫能源則可從使用端和儲能端減少碳排放。
氫能產業未來將與可再生能源及其他低碳技術融合,在交通、電力、工業等領域多元化發展。根據我國目前能源現狀,發展氫能是實現雙碳目標的重要抓手之一。
01氫能運輸現狀
氫能產業大規模發展與氫能儲運技術的突破有著直接性的關聯。由於當前氫能源的特殊性以及行業技術的製約,且疊加“氫”元素密度大、運輸損失高等特質,使得氫能運輸形成氫能產業鏈中單獨的一環。
氫氣從製氫到應用端需要經曆運輸環節,氫氣運輸的方式根據其儲存的方式而有所不同主要分為:氣態運輸、液態運輸、固體運輸和有機液體運輸。國際上氫氣輸運方式主要包括長管拖車氣態輸運、液氫罐車輸運和管道輸運等。
▲圖:氫氣輸運方式及優缺點分析
目前,市場比較成熟的應用方式是氣態運輸,即通過卡車、長管拖車或管道將氣體運輸到終端。在這個過程中,長管拖車一般會給到200-500倍的大氣壓強,管道則會給到10-40倍,成本分別為2.02元/kg和0.3元/kg。綜合來看,管道運輸會更加安全,也能適應更長距離的運輸。
02氫氣儲運過程中有哪些安全風險?
在zai氫qing能neng產chan業ye鏈lian中zhong,氫qing氣qi的de儲chu運yun是shi連lian接jie供gong應ying端duan與yu需xu求qiu端duan的de關guan鍵jian,從cong特te性xing來lai看kan,氫qing氣qi較jiao於yu其qi他ta燃ran料liao安an全quan性xing相xiang對dui更geng高gao,不bu容rong易yi形xing成cheng可ke爆bao炸zha的de氣qi霧wu。所suo以yi,氫qing氣qi儲chu運yun過guo程cheng中zhong建jian立li有you效xiao的de防fang控kong手shou段duan,注zhu意yi各ge環huan節jie安an全quan問wen題ti,就jiu能neng有you效xiao提ti升sheng氫qing氣qi運yun輸shu過guo程cheng的de安an全quan可ke靠kao性xing。
氫氣運輸過程安全保障——拖車運輸
目前長管拖車儲運氫氣應用最為廣泛,在運輸過程中也會存在一定的風險,可通過裝置設置安全氣瓶/壓力表/導靜電裝置/滅火裝置質量安全、溫度計設置安全、爆破片設置安全等有效措施降低風險,以保障氫氣充裝、運輸過程中的安全性。
氫氣運輸過程安全保障——液氫槽車運輸
液氫槽車輸運存儲容量高,適用於中等距離運輸,但對儲氫容器的絕熱要求很高;並bing且qie在zai運yun輸shu過guo程cheng會hui發fa生sheng液ye氫qing蒸zheng發fa以yi及ji超chao低di溫wen液ye氫qing泄xie漏lou對dui人ren體ti及ji環huan境jing造zao成cheng傷shang害hai。針zhen對dui此ci類lei情qing況kuang,可ke在zai裝zhuang置zhi上shang安an裝zhuang卸xie壓ya閥fa,調tiao節jie裝zhuang置zhi內nei部bu壓ya力li;還可以借助於智能化檢監測技術,搭建遠程車載監測設備,對新型輸運裝備故障模式、人員違章操作等安全隱患預警,從而實現氫能運輸智能預警與風險溯源排查。
氫氣運輸過程安全保障——管道輸氫
▲圖:管道摻氫輸運風險因素及挑戰
管道輸氫在大規模、長距離條件下具有不可替代的經濟性,是解決氫能規模化低成本運輸難題的優先選項和現實選擇。而通過氫能管道的設計、建造、運行、維護,管道裏麵涉及到密封、管道風險評估、定期檢驗等,可以實現穩定可靠的氫能或者摻氫天然氣的管道輸送。
03氫氣運輸安全風險如何避免?
基(ji)於(yu)氫(qing)氣(qi)運(yun)輸(shu)的(de)獨(du)特(te)性(xing),在(zai)氫(qing)氣(qi)運(yun)輸(shu)的(de)問(wen)題(ti)上(shang)一(yi)定(ding)要(yao)格(ge)外(wai)小(xiao)心(xin)避(bi)免(mian)造(zao)成(cheng)重(zhong)大(da)事(shi)故(gu)的(de)發(fa)生(sheng)。同(tong)時(shi)相(xiang)關(guan)的(de)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)需(xu)配(pei)備(bei)便(bian)攜(xie)式(shi)氫(qing)氣(qi)氣(qi)體(ti)檢(jian)測(ce)儀(yi)來(lai)及(ji)時(shi)檢(jian)測(ce)氫(qing)氣(qi)是(shi)否(fou)泄(xie)漏(lou)。
首先,針對管道輸氫類的方式應建立安全檢測與監測預警機製:管道施工過程中需加強對摻氫管道焊縫、無損檢測的管理,適當加大埋深,開展穿越公路、鐵路、jiedaoshitaoguanjiashepaiqiguandengfengxiankongzhijishuyuzhuangbeiyanjiu。zaiyunyinghuanjiexujiaqiangduiguandaoxieloudeshishizaixianjiance,jianlichanqingtianranqixielouzaoqiyujingyuyingjibaozhangtixi。
其次,建立事故應急與風險控製:氫能輸運事故處置應急不僅需要專業的維搶修隊、管道及罐車搶修設備,同時需要社會依托資源的協助, 在此領域急需建立氫能輸運協同應急與智慧決策大數據平台及相應的關鍵技術支撐。
▲圖:氫能輸運協同應急與智慧決策關鍵技術
在整個氫能產業鏈中,安全、高效輸送是產業鏈的重要組成部分。現階段,基於天然氣等氣體的運輸經驗、國外氫能運行標準以及我國氫能產業的不斷發展完善,再加之對於氫氣事故發生、發展模式和機理以及防控技術開展係統的量化研究,將促使我國氫能安全標準化工作的科學性、係統性和廣泛適用性,更加高效的推動氫能產業蓬勃發展。
來源:隆基氫能





