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【【深深度度报报告告】】氢氢气气运运输输方方案案经经济济分分析析

作者：Henry，财务学博士

导读

构建经济高效的氢气运输基础设施，是氢能产业发展必须解决的大问题。

哪种氢气运输技术能担此任？这是本文讨论的问题。

当前氢能产业已经进入快速发展阶段，全球氢气产量超过14.4亿标准立方/天，中国氢气产能也

超过15.75百万标准立方/天。但由于氢气体积能量密度极低且液化困难，其运输成本远远超过石

油及天然气等传统燃料，达到交成本的6%左右。而且随着规模经济与技术进步导致的制氢成

本下降，运输成本的比还会不断增加。因此对现有氢气输送方案的技术经济特征进行分析，

构建经济高效的氢气储运及配送基础设施，是氢能产业发展必须解决的大问题。

一、现有氢气运输技术及其特性

目前国内外的氢气运输技术可以分为高压气态、液态、有机载体（LOHC）及固态储氢运输等四

类。其中高压气态运输由于技术实现简单及成本低等特征，应用最为广泛，而液态运输次之。

有机载体（LOHC）与固态运输原理相似，均利用氢气与有机液体或固态金属反应生成氢键复合

物或金属氢化物，在目的地进行脱氢处理，从而实现高效运输。后两种技术优势明显，前景可

期，但目前成熟度不高。

表1氢气运输方案概况

图片来源：玖牛研究院根据公开资料整理

（一）高压气态运输

高压气态运输，是指采用压缩机将氢气在常温下压缩至较高要求和密度，采用密封容器或管道

运输至目的地再进行调压的技术方案。具体输送工具有集装格、集装管束及管道运输等三种。

1.集装格

集装格是采用钢结构框架将10-16只容积40L的单瓶集装在一起采用常规车辆进行运输，钢瓶压

强可以达到15-20Mpa。由于钢瓶自较大，运输氢气的量仅占钢瓶量的0.067%，运输效率

低下，成本高。但集装格操作简单，运输方式灵活，适合于短距离、少量需求的供应。

2.集装管束

集装管束运输车(tubetrailer)也称为管状集装箱，是将多只（通常6-10只左右）大容积无缝高压钢

瓶通过瓶身两端的支撑板固定在框架中构成，采用大型拖车运输。集装管束前端配备安全仓，

其中设置爆破片安全泄放装置，后端为操作仓中配置测温、测压仪表及控制阀门和存放气管路

系统。国内主要生产商中集安瑞科生产的集装管束承受压力20Mpa，每次可装载氢气约

4000Nm3，约460k。

3.管道运输

管道运输通过在地下埋设无缝钢管系统进行氢气输送，管道内氢气压力一般4Mpa，输送速度可

达到20m/秒。管道运输具有速度快、效率高的优点，但初始投资较高。目前，氢气管道在美国

及欧洲采用较多，我国国内则相当少见。我国已知有一定规模的管道项目有两个：济源-洛阳

（25km）及巴陵-长岭（43km）两个。根据国际组织2016年的统计数据，世界范围内的氢气运输

管道分布如图1所示：

图1全球氢气输送管道分布（单位km）

数据来源：PacificNorthwestNationalLaboratory

（二）液态氢气运输

1.槽罐车液氢运输

液氢运输是将氢气于零下253摄氏度的低温下转化为液体形态，采用槽罐车进行运输。相对于高

压气态运输，液态氢具有更高的体积能量密度，因而运输效率大幅度提升。如国外常见的液氢

槽罐车（tanker）水容积可达到65m3，单次可装载液氢约4300k，运送能力是集装管束拖车的10

倍。但氢气液化能耗较高，相当于被液化氢气热值的约33%，同时在运输过程中具有极高的保温

要求以防止液氢沸腾，因而成本高昂。

2.有机载体储氢运输（LOHC）

有机载体储氢运输是一种新型的实现氢气液态运输的技术方案。该技术利用某些烯烃或芳香烃

等有机液体（LOHC）与氢气在催化剂作用下产生加氢反应，生成氢键复合物，从而实现氢气在

常温常压下的安全高效运输。在运输目的地，对复合物进行脱氢处理，以获取氢气。该技术方

案的优势相当明显，但目前仍处于试验阶段，技术成熟度低。一方面，LOHC及催化剂的成本尚

不明确，另一方面