天然气掺氢管道的基础设施未来有望再用于氢气运输
- 作者： 小象 发布时间：2024-01-14 01:56:38
- 摘要
（4）管道材料情况：氢气运输管道与天然气运输管道均采用碳钢材料，但根据氢气专用规范ASMEB31.12，内陆的氢气运输管道与天然气运输管道相比，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）降低管道运输压力，保证运输的安全阈值；（d）最大限度降低管道压力的波动。
（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。
天然气掺氢运输'>运输是利用现有天然气管道进行运输'>运输，将氢气按一定体积比例掺入天然气，掺氢天然气既可以直接被利用，也可以把氢与天然气分离后分别单独使用。这种方式运输'>运输效率较高，目前天然气管道中的氢气比例可达到24%（国际最高水平）。
本系列报告预测，未来氢能的短距离运输'>运输将以70MPa高压长管拖车运输'>运输为主，长距离运输'>运输将以低温液态槽车运输'>运输为主，管道运输'>运输在现有技术水平下，经济性非常差，纯氢管道面临材料导致的高成本问题，天然气掺氢管道面临氢脆带来的加速折旧的问题，管道运输'>运输即使在大规模远距离的运输'>运输条件下，也不具备经济性，除非相关技术出现重大突破，才可能具备商业化的基础。
天然气掺氢管道运输'>运输的优势在于节约建设成本，由于纯氢管道的高技术标准，新建纯氢管道的成本十分高昂。目前氢气长输管道的造价约为63万美元/公里，约为天然气管道（25万美元/公里）的倍。而天然气掺氢项目可以利用我国现有的、已经具备大规模输送能力的天然气管道进行运输'>运输。相关的研究表明，氢气体积分数小于20％的天然气和氢气的混合气可以直接采用天然气管道进行运输'>运输，无需任何改造，可以大大节约前期的建设投入。
天然气掺氢管道运输'>运输的优势在于节约建设成本，由于纯氢管道的高技术标准，新建纯氢管道的成本十分高昂。目前氢气长输管道的造价约为63万美元/公里，约为天然气管道（25万美元/公里）的2.5倍。而天然气掺氢项目可以利用我国现有的、已经具备大规模输送能力的天然气管道进行运输'>运输。相关的研究表明，氢气体积分数小于20％的天然气和氢气的混合气可以直接采用天然气管道进行运输'>运输，无需任何改造，可以大大节约前期的建设投入。
氢气配送管道建设成本较低，但氢气长输管道建设难度大、成本高。目前我国氢气管道总里程约400km，主要分布在环渤海、长三角等地区。尽管按照《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》预计，随着对氢的大规模长距离的运输'>运输需求的逐渐上升，到2030年，我国氢气管道可能达到3000km。但受限于氢气管道极高的建设成本和较大的技术难关，即使是大规模运输'>运输，其单位成本也很难实现经济性，因此我们对氢气管道的应用前景并不看好。
总体而言，天然气运输'>运输管道的基础设施未来有望再用于氢气运输'>运输，目前重新利用天然气运输'>运输管道仍存在一些技术挑战，世界上相关项目也同步在进行研究与分析。
