有關(guān)氫能應(yīng)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(zhuǎn)型的中堅(jiān)力量，在難以脫碳的領(lǐng)域中扮演著重要的角色，例如電力、制造業(yè)、交通領(lǐng)域是主要的碳排放來(lái)源，氫能源則可從使用端和儲(chǔ)能端減少碳排放。

氫能產(chǎn)業(yè)未來(lái)將與可再生能源及其他低碳技術(shù)融合，在交通、電力、工業(yè)等領(lǐng)域多元化發(fā)展。根據(jù)我國(guó)目前能源現(xiàn)狀，發(fā)展氫能是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要抓手之一。

01

氫能運(yùn)輸現(xiàn)狀

氫能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展與氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的突破有著直接性的關(guān)聯(lián)。由于當(dāng)前氫能源的特殊性以及行業(yè)技術(shù)的制約，且疊加“氫”元素密度大、運(yùn)輸損失高等特質(zhì)，使得氫能運(yùn)輸形成氫能產(chǎn)業(yè)鏈中單獨(dú)的一環(huán)。

氫氣從制氫到應(yīng)用端需要經(jīng)歷運(yùn)輸環(huán)節(jié)，氫氣運(yùn)輸?shù)姆绞礁鶕?jù)其儲(chǔ)存的方式而有所不同主要分為：氣態(tài)運(yùn)輸、液態(tài)運(yùn)輸、固體運(yùn)輸和有機(jī)液體運(yùn)輸。國(guó)際上氫氣輸運(yùn)方式主要包括長(zhǎng)管拖車氣態(tài)輸運(yùn)、液氫罐車輸運(yùn)和管道輸運(yùn)等。

▲圖：氫氣輸運(yùn)方式及優(yōu)缺點(diǎn)分析

目前，市場(chǎng)比較成熟的應(yīng)用方式是氣態(tài)運(yùn)輸，即通過(guò)卡車、長(zhǎng)管拖車或管道將氣體運(yùn)輸?shù)浇K端。在這個(gè)過(guò)程中，長(zhǎng)管拖車一般會(huì)給到200-500倍的大氣壓強(qiáng)，管道則會(huì)給到10-40倍，成本分別為2.02元/kg和0.3元/kg。綜合來(lái)看，管道運(yùn)輸會(huì)更加安全，也能適應(yīng)更長(zhǎng)距離的運(yùn)輸。

02

氫氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中有哪些安全風(fēng)險(xiǎn)？

在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，氫氣的儲(chǔ)運(yùn)是連接供應(yīng)端與需求端的關(guān)鍵，從特性來(lái)看，氫氣較于其他燃料安全性相對(duì)更高，不容易形成可爆炸的氣霧。所以，氫氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中建立有效的防控手段，注意各環(huán)節(jié)安全問(wèn)題，就能有效提升氫氣運(yùn)輸過(guò)程的安全可靠性。

氫氣運(yùn)輸過(guò)程安全保障——拖車運(yùn)輸

目前長(zhǎng)管拖車儲(chǔ)運(yùn)氫氣應(yīng)用最為廣泛，在運(yùn)輸過(guò)程中也會(huì)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，可通過(guò)裝置設(shè)置安全氣瓶/壓力表/導(dǎo)靜電裝置/滅火裝置質(zhì)量安全、溫度計(jì)設(shè)置安全、爆破片設(shè)置安全等有效措施降低風(fēng)險(xiǎn)，以保障氫氣充裝、運(yùn)輸過(guò)程中的安全性。

氫氣運(yùn)輸過(guò)程安全保障——液氫槽車運(yùn)輸

液氫槽車輸運(yùn)存儲(chǔ)容量高，適用于中等距離運(yùn)輸，但對(duì)儲(chǔ)氫容器的絕熱要求很高；并且在運(yùn)輸過(guò)程會(huì)發(fā)生液氫蒸發(fā)以及超低溫液氫泄漏對(duì)人體及環(huán)境造成傷害。針對(duì)此類情況，可在裝置上安裝卸壓閥，調(diào)節(jié)裝置內(nèi)部壓力；還可以借助于智能化檢監(jiān)測(cè)技術(shù)，搭建遠(yuǎn)程車載監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)新型輸運(yùn)裝備故障模式、人員違章操作等安全隱患預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)氫能運(yùn)輸智能預(yù)警與風(fēng)險(xiǎn)溯源排查。

氫氣運(yùn)輸過(guò)程安全保障——管道輸氫

▲圖：管道摻氫輸運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)因素及挑戰(zhàn)

管道輸氫在大規(guī)模、長(zhǎng)距離條件下具有不可替代的經(jīng)濟(jì)性，是解決氫能規(guī)模化低成本運(yùn)輸難題的優(yōu)先選項(xiàng)和現(xiàn)實(shí)選擇。而通過(guò)氫能管道的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)，管道里面涉及到密封、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、定期檢驗(yàn)等，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的氫能或者摻氫天然氣的管道輸送。

03

氫氣運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)如何避免？

基于氫氣運(yùn)輸?shù)莫?dú)特性，在氫氣運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題上一定要格外小心避免造成重大事故的發(fā)生。同時(shí)相關(guān)的工作人員需配備便攜式氫氣氣體檢測(cè)儀來(lái)及時(shí)檢測(cè)氫氣是否泄漏。

首先，針對(duì)管道輸氫類的方式應(yīng)建立安全檢測(cè)與監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制：管道施工過(guò)程中需加強(qiáng)對(duì)摻氫管道焊縫、無(wú)損檢測(cè)的管理，適當(dāng)加大埋深，開(kāi)展穿越公路、鐵路、街道時(shí)套管加設(shè)排氣管等風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)與裝備研究。在運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)需加強(qiáng)對(duì)管道泄漏的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，建立摻氫天然氣泄漏早期預(yù)警與應(yīng)急保障體系。

其次，建立事故應(yīng)急與風(fēng)險(xiǎn)控制：氫能輸運(yùn)事故處置應(yīng)急不僅需要專業(yè)的維搶修隊(duì)、管道及罐車搶修設(shè)備，同時(shí)需要社會(huì)依托資源的協(xié)助， 在此領(lǐng)域急需建立氫能輸運(yùn)協(xié)同應(yīng)急與智慧決策大數(shù)據(jù)平臺(tái)及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

 ▲圖：氫能輸運(yùn)協(xié)同應(yīng)急與智慧決策關(guān)鍵技術(shù)

在整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，安全、高效輸送是產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分?，F(xiàn)階段，基于天然氣等氣體的運(yùn)輸經(jīng)驗(yàn)、國(guó)外氫能運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)以及我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展完善，再加之對(duì)于氫氣事故發(fā)生、發(fā)展模式和機(jī)理以及防控技術(shù)開(kāi)展系統(tǒng)的量化研究，將促使我國(guó)氫能安全標(biāo)準(zhǔn)化工作的科學(xué)性、系統(tǒng)性和廣泛適用性，更加高效的推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。