氫氣輸送技術及儲運經濟性剖析

氫氣輸送技術

根據儲(chu) 氫狀態氫氣輸送分為(wei) 氣態輸送、液態輸送和固態輸送，氣態和液態為(wei) 目前的主流方式。根據運輸工具，氫氣輸送主要有長管氣態拖車、液氫槽罐車和管道（純氫管道、天然氣管道混輸）輸氫。

氣態長管拖車輸氫是當前較為(wei) 成熟的運氫方式。國際上已有廠商采用45-55MPa的氫氣瓶組進行氫氣運輸。國內(nei) 目前隻有20MPa鋼製高壓長管拖車和瓶組，儲(chu) 氫密度低，未來將以30MPa及以上的高壓力等級為(wei) 主。

全球氫氣液化裝置50餘(yu) 座，總產(chan) 能超過470噸/天，在北美應用較多。我國有4座氫液化裝置投入使用，均在航天領域，總產(chan) 能約5噸/天，占全球約1%。液氫在美歐的生產(chan) 、儲(chu) 運、加注及應用等各項技術均已相對成熟。我國液氫產(chan) 業(ye) 各環節都比較薄弱，尤其是儲(chu) 運。我國液氫儲(chu) 運技術發展起步較晚且關(guan) 鍵設備進口受限，製約著液氫的規模化應用。世界首條液氫運輸船2020年在日本下水，從(cong) 事澳大利亞(ya) 到日本的液氫輸遠。隨著液氫進出口貿易的增加，未來船舶運液氫有望成為(wei) 主要運氫方式之一。

輸氫管道在全球已建成約5000km，其中約85%分布在美國和歐洲，工作壓力在4MPa-8MPa。我國輸氫管道總長約400km，分布在環渤海灣、長三角、中原等地。我國輸氫管道較短、設計壓力較低，未來需要發展高壓的長輸管道，以實現大規模輸氫。

氫氣儲(chu) 運經濟性

目前，技術上成熟、經濟上可行的儲(chu) 運方式主要是氣態氫儲(chu) 運。EVTank的研究結果顯示，氣氫拖車在300km以內(nei) 運輸具有成本優(you) 勢，液氫罐車在中遠距離運輸具備優(you) 勢，尤其在400km後液氫的成本優(you) 勢大於(yu) 管道運輸（利用率20%）。管道輸氫前期投資建設成本較高，其運輸成本受運能利用率影響，運能利用率越高越經濟。隨著氫能產(chan) 業(ye) 規模的發展擴大，未來長距離、大規模的氫氣運輸中管道輸氫有望成為(wei) 好的運輸方式。

圖1 不同氫氣儲(chu) 運成本分析

國際可再生能源署發布的《實現1.5℃氣候目標的全球氫能貿易：氫能載體(ti) 技術回顧》報告，通過對比壓縮氣態氫氣與(yu) 氨（遠洋或沿海長距離的氨運輸一般采用冷凍型氨運輸船）、液氫和液態有機氫載體(ti) 等不同的氫能運輸方式對成本產(chan) 生的影響，對未來氫能運輸的技術路線作出預判。運氨船可以運輸更遠的距離，且適合各種規模大小的項目；管道運輸受距離限製較大，隻適合1-2000公裏的運輸；液氫儲(chu) 罐能量密度更占優(you) 勢，在相對較短的距離和大流量上具有吸引力；LOHC對較小規模的項目有吸引力。

圖2 2050年具成本效益的氫運輸途徑作為(wei) 項目規模和運輸距離的函數