今天小编从网上发现一则关于气态氢在物流方面的情况，所以分享给大家。

鉴于氢在正常环境条件下的特性，气态氢运输为许多应用提供了简单且通常节能的解决方案。为了提高氢的运输效率，通常压缩气态氢。在氢能汽车领域，高压储氢罐的最大压力可达70MPa。传统管道、储存和物流用储气罐的压力要低得多，一般为5-20MPa。下表概述了气态氢的运输模式及其通常的运输距离。

气态氢运输的较大缺点是体积能量密度低。大气压力下的气态氢仅提供3kwh/m³的低热值能量。约70MPa的压缩氢可以将能量密度增加到约1200kwh/m³。低热值能量相对高于约500kwh/m³的锂离子电池。由于气态氢的体积能量密度相当低，因此长途和大规模使用运输车辆的运输效率较低。此时，管道成为一种可行的选择。在石化和化肥行业，本地或区域纯氢管道已使用多年，2016年全球管道总长超过4500公里。

管道运输需要考虑基础设施投资。氢气专用管道单位长度投资约为天然气管道的三倍。德国的战略是充分利用现有天然气管网资源，从向天然气管道中添加氢气开始，然后考虑将现有合适的管网改造为氢气专用输送，并与新的氢气管道相结合，逐步建设氢气骨干网。德国拥有约4万公里的天然气干线管道和47万公里的区域和地方配电网。如果我们能够很好地利用现有天然气管道基础设施的优势，将为德国氢经济的发展带来巨大的利益。

氢掺杂或改性两种方法仍存在一些局限性和未知因素。当氢的混合比较低（约5-10%体积密度）时，基本上没有问题。然而，在高氢或纯氢的情况下，管道运输的可行性在很大程度上取决于每条管道的具体条件及其终端应用设备应对气体特性变化的能力。在这方面，德国正在进行一系列实验研究。例如，目前德国天然气管网中允许混合氢气的比例为10%，而试点项目“h2vorort”旨在到2025年将这一比例提高到20%。根据目前的研究，德国天然气运输行业对未来氢气需求的增长做出判断，并相信现有的欧洲管道基础设施（适度改善）将足以满足未来的氢气运输需求。

氢气和天然气混合对最终用户的影响不容忽视。例如，天然气在德国广泛用作汽车燃料，因此必须考虑氢和天然气混合的这种终端应用场景。一般规定，天然气加气站所在的当地天然气配气管网中的最大氢气浓度不得超过2%。这是因为添加的氢气对天然气汽车的钢制储气罐有安全影响。然而，随着氢能应用的普及，钢制气罐正被抗氢材料气罐所取代。因此，在中期内，压缩天然气（CNG）加气站中的氢气混合上限可能会增加。此外，氢气和天然气的混合需要考虑天然气涡轮机的应用场景。根据燃气轮机制造商的不同，氢气的极限值在1%到5%（体积）之间。当然，制造商也在努力适应氢能的推广。未来，新的燃气轮机可以使用氢含量更高的气体，甚至高达100%。

掺氢天然气的终端应用还涉及氢的分离。从掺氢天然气中分离氢的方法主要有两种：吸附法和膜技术。虽然膜技术尚未在大规模工业应用中得到充分实施，但它比传统的吸附方法有一些优势。膜技术在纯度（生产的氢气）方面是可调的，并且具有更好的成本效益估计。此外，对于氢含量低于50%的氢分离，吸附效率较低。

无论是向天然气管道中添加氢气，还是将现有管道改造为输送纯氢气，都有必要对管网进行系统检测和评估。测试和评估包括三个方面。首先，材料的抗氢性，包括系统中所有氢暴露部分的材料。其次，部件（如隔膜密封、安全截止阀、压力调节器等）的功能在氢气环境中是否受到影响。第三，系统的整体运行是否受到氢气的影响。

目前，德国管道中氢气或天然气/氢气混合物的运输受《德国能源工业法》（enwg）的约束。德国高压天然气管道法规（gashdrltgv）规定了运输管道监测和测试的基本要求。德国天然气和水技术与科学协会（DVGW）、欧洲工业气体协会（Eiga）以及din、en和ISO标准的各种法规中描述了技术细节。例如，Eiga为氢气管道的维护提供了自己的建议（Eiga文件121/14）：根据管道安装的类型、监测方法和其他局部影响因素（如操作参数、氢气浓度、材料特性、管道条件），应用间隔可以在数周到数年之间。然而，由于其在该领域的领先地位，美国ASME标准仍然被视为基准。

与天然气运输完全分离的氢气主干管网正在规划中。“欧洲氢气骨干网络计划”由23家欧洲天然气基础设施公司组成，共同规划泛欧专用氢气运输基础设施。欧洲将利用这一基础设施实现其气候和能源目标。2020年7月发布的《欧洲氢气骨干网络报告》表明，氢气输送可以主要基于现有的天然气基础设施，结合投资建设新的专用氢气管道和压气站，以可承受的成本实现远程专用氢气输送。根据该计划，将从2020年开始开发专用氢基础设施，并在2040年左右形成互联专用氢运输基础设施，延伸至欧洲所有地区。

未来，欧洲的氢气将主要依靠从太阳能资源丰富的地区（如北非和中东）进口的电解水生产的氢气，然后通过专用的氢气管道输送到欧洲。在2021 6月的一份研究报告中，23家天然气网络运营商表示，通过管道长途运输氢气的平均价格为0.11-0.21欧元/千克·1000公里，比航运成本更低。如果通过海运将氢气从北非运输到欧洲，其成本预计将是管道运输的三到五倍。

报告还比较和分析了替代方案“通过输电线路输电”的成本。结果表明，在长距离输电中，电力传输的成本是氢气传输的两到四倍。其中，未考虑电力和氢气的储存成本。

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