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中國汽車報網(wǎng) · 五子山
最近，由于河北張家口爆燃事故的誤報，氫能安全成為海內(nèi)外關(guān)注焦點。氫能以其清潔、高效的特點被公認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行科普。作為氫能利用的環(huán)節(jié)之一，氫氣運輸?shù)陌踩允艿酱蟊姀V泛關(guān)注。
? 目前主要方式：氣態(tài)氫氣運輸、液態(tài)氫氣運輸
根據(jù)運輸中氫氣所處狀態(tài)，氫氣運輸分為氣態(tài)氫氣運輸、液態(tài)氫氣運輸、有機液體氫氣運輸和固態(tài)氫氣運輸。
氣態(tài)氫氣運輸指氫氣經(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)氫氣運輸是將氫氣深冷至-253℃以下液化，利用槽罐車等輸送；有機液體氫氣運輸是利用不飽和芳香烴、烯炔烴等作為儲氫載體實現(xiàn)氫氣輸送；固態(tài)氫氣運輸是通過金屬氫化物吸附氫氣實現(xiàn)氫氣輸送。
氣態(tài)氫氣運輸、液態(tài)氫氣運輸為目前業(yè)界主要使用方式，有機液體氫氣運輸、固態(tài)氫氣運輸由于目前技術(shù)、成本等條件制約，尚未進入廣泛應用階段。
? 氣態(tài)氫氣主要使用長管拖車和低壓管道運輸
氣態(tài)氫氣運輸方面，國內(nèi)主要為長管拖車運輸、低壓管道運輸。
長管拖車運輸使用長管拖車，運輸儲存壓力為20MPa。因成本因素限制，該方式適用于短距離氫氣運輸，經(jīng)濟運輸半徑為200km左右。
長管拖車運輸設(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充裝，平均每輛加注時間約8小時，而河北海珀爾采用的高壓儲罐平衡充裝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輸。
低壓管道運輸適用于大規(guī)模點對點運輸。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輸處于小規(guī)模發(fā)展階段。除純氫管道運輸外，還可以在天然氣管網(wǎng)中摻混氫氣（氫氣含量≤20%），運輸結(jié)束后對混合氣體進行氫氣提純，具有良好的經(jīng)濟性與安全性。
在我國，大規(guī)模的低壓管道運輸還沒有形成。2016年，中石化管道局在河南省濟源市工業(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輸
液氫槽罐運輸使用槽罐車。液氫的單車運氫能力是氣氫的10倍以上，運輸效率提高，綜合成本降低。但是該運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。
液氫槽罐車運輸在國外應用較為廣泛，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)相應的液氫儲罐、液氫槽車，如中集圣達因、富瑞氫能等公司已開發(fā)出國產(chǎn)液氫儲運產(chǎn)品。
相關(guān)部門正在研究制訂液氫民用標準，未來液氫運輸將成為我國氫能發(fā)展的大動脈。
? 有嚴格資質(zhì)要求 氫氣運輸安全已得到充分驗證
國內(nèi)氣態(tài)氫氣運輸主要使用長管拖車運輸，嚴格按照中華人民共和國交通運輸行業(yè)標準《JT/T 617.1-2018危險貨物道路運輸規(guī)則》。長管拖車運輸安全裝置如下：
?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)逐只進行內(nèi)部檢查，確保氣瓶質(zhì)量。氣瓶成形及水壓試驗后逐只進行磁粉檢測，確保質(zhì)量可靠，無任何缺陷。
?爆破片裝置：安裝在氣瓶兩端，當瓶內(nèi)氣體因各種因素導致壓力過高時，爆破片自動斷開強制泄氣，保護人員及設(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：測量范圍取-40℃~80℃，覆蓋最低和最高工作溫度。溫度計采用雙金屬型，讀數(shù)方便，堅固耐用，采用防護套管與介質(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制斷開并封鎖軟管，防止氣體泄漏并保護人員設(shè)備安全。
?導靜電裝置：長管拖車尾部設(shè)置導靜電接地帶，操作倉管路上設(shè)置導靜電片，可隨時導出運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。
液氫儲運方面，目前國內(nèi)只有國家軍用標準。國外70%左右采用液氫運輸，安全運輸基本問題已經(jīng)得到充分驗證。
?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，可進行實時安全監(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，與安全閥聯(lián)動。
?安全閥：當液氫所揮發(fā)的氣氫壓力達到參考點時，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)置導靜電片，可隨時導出運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。
在運輸公司方面，我國對于氫氣運輸有嚴格資質(zhì)要求：
1，運輸公司應具備?；愤\輸資質(zhì)；
2，運輸車輛應持危運車營運證；
3，運輸司機應持?；愤\輸從業(yè)人員證，跟車人員持押運證；
4，按照TSG R0005《移動式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，定期進行氣瓶檢驗。
總體而言，氫氣運輸分為氣態(tài)氫氣運輸、液態(tài)氫氣運輸、有機液體氫氣運輸和固態(tài)氫氣運輸，氣態(tài)及液態(tài)氫氣運輸為目前主要運輸方式。我國主要采用氣態(tài)氫氣運輸，液態(tài)氫氣運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，氫氣運輸技術(shù)的進一步提高，氣態(tài)管道運輸、液態(tài)氫氣運輸?shù)雀咝实统杀镜倪\氫方式將會成為氫能產(chǎn)業(yè)運輸發(fā)展的方向。
