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中國汽車報(bào)網(wǎng) · 五子山
最近，由于河北張家口爆燃事故的誤報(bào)，氫能安全成為海內(nèi)外關(guān)注焦點(diǎn)。氫能以其清潔、高效的特點(diǎn)被公認(rèn)為未來最有潛力的能源載體。談“氫”不色變系列文章從多個角度對氫能的安全性進(jìn)行科普。作為氫能利用的環(huán)節(jié)之一，氫氣運(yùn)輸?shù)陌踩允艿酱蟊姀V泛關(guān)注。
? 目前主要方式：氣態(tài)氫氣運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸
根據(jù)運(yùn)輸中氫氣所處狀態(tài)，氫氣運(yùn)輸分為氣態(tài)氫氣運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸、有機(jī)液體氫氣運(yùn)輸和固態(tài)氫氣運(yùn)輸。
氣態(tài)氫氣運(yùn)輸指氫氣經(jīng)加壓至一定壓力后, 利用集裝格、長管拖車和管道等工具輸送；液態(tài)氫氣運(yùn)輸是將氫氣深冷至-253℃以下液化，利用槽罐車等輸送；有機(jī)液體氫氣運(yùn)輸是利用不飽和芳香烴、烯炔烴等作為儲氫載體實(shí)現(xiàn)氫氣輸送；固態(tài)氫氣運(yùn)輸是通過金屬氫化物吸附氫氣實(shí)現(xiàn)氫氣輸送。
氣態(tài)氫氣運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸為目前業(yè)界主要使用方式，有機(jī)液體氫氣運(yùn)輸、固態(tài)氫氣運(yùn)輸由于目前技術(shù)、成本等條件制約，尚未進(jìn)入廣泛應(yīng)用階段。
? 氣態(tài)氫氣主要使用長管拖車和低壓管道運(yùn)輸
氣態(tài)氫氣運(yùn)輸方面，國內(nèi)主要為長管拖車運(yùn)輸、低壓管道運(yùn)輸。
長管拖車運(yùn)輸使用長管拖車，運(yùn)輸儲存壓力為20MPa。因成本因素限制，該方式適用于短距離氫氣運(yùn)輸，經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑為200km左右。
長管拖車運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)已經(jīng)成熟，石家莊安瑞科、上海南亮、魯西化工等公司都生產(chǎn)長管拖車。長管拖車在制氫廠一般通過壓縮機(jī)充裝，平均每輛加注時間約8小時，而河北海珀?duì)柌捎玫母邏簝奁胶獬溲b大大縮短了車輛加注時間，僅1.5小時便可快速安全完成加注。此外針對小規(guī)模用氫客戶，可采用15MPa壓力的氫氣鋼瓶和氫氣集裝格運(yùn)輸。
低壓管道運(yùn)輸適用于大規(guī)模點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸。由于氫氣與某些金屬存在氫脆現(xiàn)象，管道材料有特殊要求，因此投入成本高、造價貴。
目前，國外低壓氣氫管道運(yùn)輸處于小規(guī)模發(fā)展階段。除純氫管道運(yùn)輸外，還可以在天然氣管網(wǎng)中摻混氫氣（氫氣含量≤20%），運(yùn)輸結(jié)束后對混合氣體進(jìn)行氫氣提純，具有良好的經(jīng)濟(jì)性與安全性。
在我國，大規(guī)模的低壓管道運(yùn)輸還沒有形成。2016年，中石化管道局在河南省濟(jì)源市工業(yè)園區(qū)-洛陽市吉利區(qū)建成了氫氣管道，該氫氣管道材質(zhì)為245NS無縫鋼管，管徑508mm，設(shè)計(jì)壓力4MP，年輸氫量10.04萬噸，全長25公里，是我國目前管徑最大、壓力最高、輸量最高的氫氣管道。
? 液態(tài)氫氣主要使用液氫槽罐運(yùn)輸
液氫槽罐運(yùn)輸使用槽罐車。液氫的單車運(yùn)氫能力是氣氫的10倍以上，運(yùn)輸效率提高，綜合成本降低。但是該運(yùn)輸方式增加了氫氣液化深冷過程，對設(shè)備、工藝、能源的要求更高。
液氫槽罐車運(yùn)輸在國外應(yīng)用較為廣泛，國內(nèi)目前僅用于航天及軍事領(lǐng)域，但相關(guān)企業(yè)已著手研發(fā)相應(yīng)的液氫儲罐、液氫槽車，如中集圣達(dá)因、富瑞氫能等公司已開發(fā)出國產(chǎn)液氫儲運(yùn)產(chǎn)品。
相關(guān)部門正在研究制訂液氫民用標(biāo)準(zhǔn)，未來液氫運(yùn)輸將成為我國氫能發(fā)展的大動脈。
? 有嚴(yán)格資質(zhì)要求 氫氣運(yùn)輸安全已得到充分驗(yàn)證
國內(nèi)氣態(tài)氫氣運(yùn)輸主要使用長管拖車運(yùn)輸，嚴(yán)格按照中華人民共和國交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JT/T 617.1-2018危險貨物道路運(yùn)輸規(guī)則》。長管拖車運(yùn)輸安全裝置如下：
?氣瓶質(zhì)量：氣瓶生產(chǎn)時內(nèi)外表面均經(jīng)噴丸處理，并用內(nèi)窺攝像系統(tǒng)逐只進(jìn)行內(nèi)部檢查，確保氣瓶質(zhì)量。氣瓶成形及水壓試驗(yàn)后逐只進(jìn)行磁粉檢測，確保質(zhì)量可靠，無任何缺陷。
?爆破片裝置：安裝在氣瓶兩端，當(dāng)瓶內(nèi)氣體因各種因素導(dǎo)致壓力過高時，爆破片自動斷開強(qiáng)制泄氣，保護(hù)人員及設(shè)備安全。
?壓力表：氣瓶充卸氣管路上設(shè)置有防爆壓力表，量程取工作壓力的1.5-3倍，精度1.5級。
?溫度計(jì)：測量范圍取-40℃~80℃，覆蓋最低和最高工作溫度。溫度計(jì)采用雙金屬型，讀數(shù)方便，堅(jiān)固耐用，采用防護(hù)套管與介質(zhì)隔開，防止氣體泄露。
?安全聯(lián)鎖裝置：裝卸氣過程中，操作倉門處于打開狀態(tài)，在操作程序中設(shè)置互鎖，防止誤操作，并且在裝卸軟管等連接部位設(shè)置拉斷閥，在受到外力拉扯時強(qiáng)制斷開并封鎖軟管，防止氣體泄漏并保護(hù)人員設(shè)備安全。
?導(dǎo)靜電裝置：長管拖車尾部設(shè)置導(dǎo)靜電接地帶，操作倉管路上設(shè)置導(dǎo)靜電片，可隨時導(dǎo)出運(yùn)行及充卸氣時積聚的靜電荷，不至于突然放電而產(chǎn)生電火花。
液氫儲運(yùn)方面，目前國內(nèi)只有國家軍用標(biāo)準(zhǔn)。國外70%左右采用液氫運(yùn)輸，安全運(yùn)輸基本問題已經(jīng)得到充分驗(yàn)證。
?罐體質(zhì)量：采用雙層厚鋼罐體，罐體中間為真空狀態(tài)，隔熱保溫、防止泄漏，可大幅降低外力作用影響。同時，儲罐安裝各式安全傳感器，可進(jìn)行實(shí)時安全監(jiān)控。
?壓力傳感器：用于監(jiān)測罐體內(nèi)部壓力，可設(shè)置壓力參考點(diǎn)，與安全閥聯(lián)動。
?安全閥：當(dāng)液氫所揮發(fā)的氣氫壓力達(dá)到參考點(diǎn)時，可開啟安全閥泄壓，保證罐內(nèi)壓力處在安全工作范圍。
?導(dǎo)靜電裝置：液氫槽罐車尾部設(shè)有靜電接地帶，操作倉管路上設(shè)置導(dǎo)靜電片，可隨時導(dǎo)出運(yùn)行時及充卸氣時積聚的靜電荷，不至于突然放電而產(chǎn)生電火花。
在運(yùn)輸公司方面，我國對于氫氣運(yùn)輸有嚴(yán)格資質(zhì)要求：
1，運(yùn)輸公司應(yīng)具備危化品運(yùn)輸資質(zhì)；
2，運(yùn)輸車輛應(yīng)持危運(yùn)車營運(yùn)證；
3，運(yùn)輸司機(jī)應(yīng)持危化品運(yùn)輸從業(yè)人員證，跟車人員持押運(yùn)證；
4，按照TSG R0005《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，定期進(jìn)行氣瓶檢驗(yàn)。
總體而言，氫氣運(yùn)輸分為氣態(tài)氫氣運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸、有機(jī)液體氫氣運(yùn)輸和固態(tài)氫氣運(yùn)輸，氣態(tài)及液態(tài)氫氣運(yùn)輸為目前主要運(yùn)輸方式。我國主要采用氣態(tài)氫氣運(yùn)輸，液態(tài)氫氣運(yùn)輸多用于航天及軍事領(lǐng)域。隨著氫能產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，氫氣運(yùn)輸技術(shù)的進(jìn)一步提高，氣態(tài)管道運(yùn)輸、液態(tài)氫氣運(yùn)輸?shù)雀咝实统杀镜倪\(yùn)氫方式將會成為氫能產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸發(fā)展的方向。
