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中國(guó)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(lái)最有潛力的能源載體。談“氫”不色變系列文章從多個(gè)角度對(duì)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(zhǎng)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(chǔ)氫載體實(shí)現(xiàn)氫氣輸送；固態(tài)氫氣運(yùn)輸是通過(guò)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(zhǎng)管拖車和低壓管道運(yùn)輸
氣態(tài)氫氣運(yùn)輸方面，國(guó)內(nèi)主要為長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸、低壓管道運(yùn)輸。
長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸使用長(zhǎng)管拖車，運(yùn)輸儲(chǔ)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(zhǎng)管拖車運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)業(yè)在國(guó)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(zhǎng)管拖車。長(zhǎng)管拖車在制氫廠一般通過(guò)壓縮機(jī)充裝，平均每輛加注時(shí)間約8小時(shí)，而河北海珀?duì)柌捎玫母邏簝?chǔ)罐平衡充裝大大縮短了車輛加注時(shí)間，僅1.5小時(shí)便可快速安全完成加注。此外針對(duì)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(duì)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(jià)貴。
目前，國(guó)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(duì)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(guó)，大規(guī)模的低壓管道運(yùn)輸還沒(méi)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(yáng)市吉利區(qū)建成了氫氣管道，該氫氣管道材質(zhì)為245NS無(wú)縫鋼管，管徑508mm，設(shè)計(jì)壓力4MP，年輸氫量10.04萬(wàn)噸，全長(zhǎng)25公里，是我國(guó)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(guò)程，對(duì)設(shè)備、工藝、能源的要求更高。
液氫槽罐車運(yùn)輸在國(guó)外應(yīng)用較為廣泛，國(guó)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(chǔ)罐、液氫槽車，如中集圣達(dá)因、富瑞氫能等公司已開(kāi)發(fā)出國(guó)產(chǎn)液氫儲(chǔ)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(lái)液氫運(yùn)輸將成為我國(guó)氫能發(fā)展的大動(dòng)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(guó)內(nèi)氣態(tài)氫氣運(yùn)輸主要使用長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸，嚴(yán)格按照中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JT/T 617.1-2018危險(xiǎn)貨物道路運(yùn)輸規(guī)則》。長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸安全裝置如下：
?氣瓶質(zhì)量：氣瓶生產(chǎn)時(shí)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(cè)，確保質(zhì)量可靠，無(wú)任何缺陷。
?爆破片裝置：安裝在氣瓶?jī)啥?，?dāng)瓶?jī)?nèi)氣體因各種因素導(dǎo)致壓力過(guò)高時(shí)，爆破片自動(dòng)斷開(kāi)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(jí)。
?溫度計(jì)：測(cè)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(kāi)，防止氣體泄露。
?安全聯(lián)鎖裝置：裝卸氣過(guò)程中，操作倉(cāng)門處于打開(kāi)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(shí)強(qiáng)制斷開(kāi)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(zhǎng)管拖車尾部設(shè)置導(dǎo)靜電接地帶，操作倉(cāng)管路上設(shè)置導(dǎo)靜電片，可隨時(shí)導(dǎo)出運(yùn)行及充卸氣時(shí)積聚的靜電荷，不至于突然放電而產(chǎn)生電火花。
液氫儲(chǔ)運(yùn)方面，目前國(guó)內(nèi)只有國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)外70%左右采用液氫運(yùn)輸，安全運(yùn)輸基本問(wèn)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(shí)，儲(chǔ)罐安裝各式安全傳感器，可進(jìn)行實(shí)時(shí)安全監(jiān)控。
?壓力傳感器：用于監(jiān)測(cè)罐體內(nèi)部壓力，可設(shè)置壓力參考點(diǎn)，與安全閥聯(lián)動(dòng)。
?安全閥：當(dāng)液氫所揮發(fā)的氣氫壓力達(dá)到參考點(diǎn)時(shí)，可開(kāi)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(cāng)管路上設(shè)置導(dǎo)靜電片，可隨時(shí)導(dǎo)出運(yùn)行時(shí)及充卸氣時(shí)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(guó)對(duì)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?；愤\(yùn)輸資質(zhì)；
2，運(yùn)輸車輛應(yīng)持危運(yùn)車營(yíng)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(dòng)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(guó)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(huì)成為氫能產(chǎn)業(yè)運(yùn)輸發(fā)展的方向。
