氢能作为清洁、高效、可持续的二次能源,正成为全球能源转型的重要方向。在 "双碳" 目标的推动下,中国氢能产业发展迅速,预计到 2030 年氢能在终端能源体系中的占比将达到 5%,2050 年达到 10% 以上。然而,氢气的特殊物理化学性质给其运输带来了巨大挑战。氢气具有密度小(0.08988 g/L)、扩散系数高、极限宽(4.0%-75.6%)等特点8,这些特性使得氢气运输过程中的温度控制成为确保安全的关键技术环节。根据查理定律,在体积不变的情况下,气体压强与热力学温度成正比(P1/T1=P2/T2)22,这意味着温度的微小变化都可能导致压力的波动,进而影响运输安全。特别是在高压气态运输中,充装过程的绝热压缩会导致温度急剧升高,需要严格控制以避免材料热疲劳和安全风险46。随着氢能快速发展,我国正加快氢气管道建设,已公布规划的氢气管道建设项目有10个,规划总长度将超1500km。宁夏国内氢气运输共同合作

管道运输(中低压 1.0~4.0MPa):稳流量,平压差1. 投用前:试压稳压,消除隐患管道投用前用氮气做水压(或气压)试验,压力为工作压力的 1.5 倍,稳压 24 小时,无泄漏、压力降≤1% 方可投用,避免管道因焊接缺陷导致压力泄漏下降。用氮气置换管道内空气(氧含量≤0.5%),再充氢置换氮气(氢含量≥99.9%),全程缓慢升压,防止压力波动。2. 运行中:流量调节,分段稳压管道沿线每 20~30km 设阀室(含紧急切断阀、减压阀) ,通过减压阀将管道压力控制在设定范围,若上游压力升高,减压阀自动节流降压;若下游用氢量大导致压力下降,可通过上游制氢装置补压或缓冲罐补压。安装压力调节阀、流量控制器,根据下游用氢需求平稳调节流量,避免流量骤变引发压力剧烈波动(如用氢负荷突增时,缓慢开启阀门,防止压力骤降)。管道末端设缓冲罐,容量按小时用氢量的 10%~20% 配置,平衡供需波动,缓冲压力变化。3. 监测与维护:实时检漏,防失压管道沿线安装氢敏传感器、压力监测点,实时监测压力和泄漏情况,若某段压力异常下降,立即关闭两端紧急切断阀,隔离故障段,避免压力全域失稳。定期巡检管道腐蚀、接口密封情况(用肥皂水检漏),防止因腐蚀穿孔、密封失效导致压力泄漏。山东服务氢气运输销售价格氢能作为清洁高效的二次能源,其产业规模化发展的瓶颈之一在于运输环节。

未来,随着用氢需求量的增加,长管拖车这种运输方式无法满足客户需求。而管道作为规模化氢气输送重要方式,具有运输体量大、距离远、能耗损失低、经济高效等多重优势。以管道运能利用率60%为参考,将管道运输与长管拖车、液罐槽车运输成本进行对比,结果参见下图。可以看出,在未来长距离、大规模的氢气运输中,管道输氢成本低廉,经济高效,有望成为比较好的运输模式。三种运输方式成本对比国内外发展现状氢气管输已有80余年历史,全球范围内氢气输送管道总里程已超过5000km,绝大多数由氢气生产商运营,主要用于工业原料供应。国外氢气管道起步较早,美国、欧洲早布局铺设氢气管道网络。目前输氢管道多的国家是美国,总里程已经超过2700km;欧洲的氢气输送管道长度也达到1770km。在管道输氢方面,我国研究起步相对较晚,输氢管道规模较小,总里程约400公里,在用管道有百公里左右,输送压力为4MPa。随着氢能快速发展,我国正加快氢气管道建设,已公布规划的氢气管道建设项目有10个,规划总长度将超1500km。
氢气运输的**挑战是其低密度、易燃易爆的特性,目前主流采用气态、液态、固态(储氢材料) 三类运输方式,未来将向 “低成本、大运量、高安全” 方向发展,具体内容如下:一、主流运输方式及特点1. 气态高压运输(当前**成熟,占比超 70%)**形式:分为长管拖车运输(公路)和管道运输(固定线路)。关键参数:长管拖车采用 20MPa—45MPa 高压储氢瓶组,单车载氢量约 350—500kg;管道运输压力多为 10MPa—20MPa,适合长距离、连续供氢。适用场景:长管拖车适配中短距离(≤300km)、中小规模供氢(如加氢站、中小型化工企业);管道运输适配长距离(≥500km)、大规模供氢(如炼厂、化工园区集群)。优缺点:技术成熟、成本低、灵活性强;但长管拖车单位运氢效率低,管道建设初期投资大、受地形限制。氢气的浓度需严格控制,避免影响天然气的燃烧性能,且到达消费端后需进行氢气分离提纯,增加了工艺成本。

电解水制氢(绿色制氢主流方向)以水为原料,零碳排放,是未来清洁能源制氢的**路径。原料:水(自来水、去离子水),搭配电力(可再生能源电力或电网电力)。**工艺:通过电解槽将水分解为 H₂和 O₂,按电解槽类型可分为三类:碱性电解槽(AE):技术成熟、成本低,是目前应用**广的电解水制氢技术。PEM 电解槽(质子交换膜):响应速度快、效率高,适合搭配光伏、风电等波动性能源。SOEC 电解槽(固体氧化物):高温工况下运行,效率比较高,但技术尚在商业化初期。特点:纯度可达 99.999% 以上,零碳排放,环保性较好,但能耗较高,成本依赖电力价格,适合可再生能源丰富的区域。随着技术创新与基础设施完善,工业氢气运输将逐步实现低成本化与安全化,为氢能产业规模化发展奠定基础。甘肃氢气运输 成本
高压气态适合短距小规模;液态氢适合长距大规模;管道适合超大规模长距运输。宁夏国内氢气运输共同合作
气态长管拖车运输(中短距离主流)车辆与设备要求拖车需为危化品运输车辆,配备高压气瓶组(材质为 30CrMoA 合金钢、碳纤维缠绕复合气瓶),经爆破试验、气密性试验合格,有效期内使用。车辆需装 GPS 定位、胎压监测、紧急切断阀、防火帽,配备干粉灭火器(MFZ/ABC8 型及以上)、泄漏报警仪(氢敏传感器)。装载与运输管控装载时控制充装压力(不超过气瓶额定压力的 95%),充装后检查气密性(用肥皂水检漏,无气泡);严禁超装、混装其他气体。运输路线避开人口密集区、学校、医院,禁止在隧道、桥梁、高温路段长时间停留;车速不超过 60km/h(高速不超过 80km/h),与前车保持≥50 米安全距离。驾驶员、押运员需持危化品运输从业资格证,全程严禁吸烟、使用明火,手机调至飞行模式;每 2 小时巡检 1 次,检查气瓶阀门、管路有无泄漏。应急处置泄漏:立即停车,疏散周边人员至上风向 100 米外,关闭气瓶紧急切断阀;小泄漏用雾状水稀释驱散,大泄漏构筑警戒区,严禁车辆、人员进入。火灾:用干粉灭火器扑救周边可燃物火灾,严禁用水直接冲击气瓶(防止瓶体降温收缩导致);若气瓶安全阀起跳、瓶体过热,立即撤离至安全距离。宁夏国内氢气运输共同合作