管道运输,即在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设管道
- 作者： 小象 发布时间：2024-01-14 03:04:28
- 摘要
管道运输，即在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设管道，氢气以气态形式进行运输。管道运输是实现氢气大规模、长距离、低成本运输的重要方式。不过，氢气管道的成本依然是制约管道运输的重要因素。利用现有天然气管道掺氢运输，或者改造天然气管道以解决管道建设高成本等，是近年来氢气管道运输的研究热点。而建设专用纯氢气运输管道，则是输氢管道建设的“终极形态”。
管道运输'>运输，即在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设管道，氢气以气态形式进行运输'>运输。管道运输'>运输是实现氢气大规模、长距离、低成本运输'>运输的重要方式。不过，氢气管道的成本依然是制约管道运输'>运输的重要因素。利用现有天然气管道掺氢运输'>运输，或者改造天然气管道以解决管道建设高成本等，是近年来氢气管道运输'>运输的研究热点。而建设专用纯氢气运输'>运输管道，则是输氢管道建设的“终极形态”。
氢气的管道运输'>运输，是指在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设一定的管道，氢气以气态形式进行运输'>运输的方式。根据输送距离，管道输氢分为长距离管道和短距离管道，前者主要用于制氢工厂与氢气站之间的长距离运输'>运输，输氢压力较高、管道直径较大。后者主要用于氢气站与各个用户之间的氢气配送，输氢压力较低，管道直径较小。
但管道输氢的初始投资大，建设成本高，其成本主要在于特殊的管道材质及工程开支。长距离运输'>运输的氢气管道一般比天然气管道贵3-5倍。
（4）管道材料情况：氢气运输'>运输管道与天然气运输'>运输管道均采用碳钢材料，但根据氢气专用规范ASMEB31.12，内陆的氢气运输'>运输管道与天然气运输'>运输管道相比，有更多的技术限制，主要原因是氢气会降低材料的延展性与韧性、增加材料的疲劳度。由于化学性质不同，氢还会使得材料产生“氢脆”现象，在钢材中造成裂纹，加速管道的降解，根据这些特性，目前有以下的一些解决方法：（a）定期监控管道完整性，比如在线检查与例行的管道清理；（b）使用氢屏障涂层保护管道；（c）降低管道运输'>运输压力，保证运输'>运输的安全阈值；（d）最大限度降低管道压力的波动。
根据氢气纯度，又可分为天然气掺氢管道和纯氢管道，前者是指在氢能发展初期，利用现有的天然气管道，将氢气加压后输入，使氢气与天然气混合输送的方式。后者是指专门用于纯氢气运输'>运输的管道，但铺设难度大、投资成本较高，是氢能管网建设的终极目标形态。
在油气运输'>运输上，管道运输'>运输有其独特的优势，首先在于它的平稳、不间断输送，对于现代化大生产来说，油田不停地生产，管道可以做到不停地运输'>运输，炼油化工工业可以不停地生产成品，满足国民经济需要;二是实现了安全运输'>运输，对于油气来说，汽车、火车运输'>运输均有很大的危险，而管道在地下密闭输送，具有极高的安全性;三是保质，管道在密闭状态下运输'>运输，油品不挥发，质量不受影响;四是经济，管道运输'>运输损耗少、运费低、占地少、污染低。
全球对比看，国内氢能运输'>运输的基础设施的建设有待加强。目前全球氢气输送管道总里程已超过5000公里，美国输氢管道总里程已超过2700公里排名第一，欧洲氢气输送管道长度也达到1770公里以上。然而，我国管道运输'>运输研究起步相对较晚，输氢管道规模较小，总里程仅400多公里，在用管道仅百公里左右，且在化工园区内应用为主。比如中国石化建有的金陵—扬子氢气管道、巴陵—长岭氢气输送管线以及济源—洛阳氢气管道等。
未来，随着用氢需求量的增加，长管拖车这种运输'>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'>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'>运输与长管拖车、液罐槽车运输'>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'>运输中，管道输氢成本低廉，经济高效，有望成为最优的运输'>运输模式。
管道在大规模输氢时，经济性最佳。据测算，长度25公里、年输送能力万吨的输氢管道，运氢成本为元/千克。因为压缩每千克氢所消耗的电量是相对固定的，管道输氢成本增加主要是与运输'>运输距离正相关的管材折旧及维护费用。当输送距离为100公里时，管道运输'>运输氢气的成本为元/千克。可见，在大规模输送时，管道输氢量具备明显的成本优势。这有利于推动管道输氢得到快速发展。
关于氢气输送，现阶段主要有两种方式，一是高压长管拖车运输'>运输氢气，二是长输管道运输'>运输氢气。选用何种输氢方式，取决于运输'>运输成本。
