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氢基能源运输方式

氢基能源规模化储存和运输是氢基能源大规模商业化应用的基

础，高效率、低成本的储输方式是低氢基能源终端应用成本的关键

因素之一。当前氢气较成熟的储存方式主要有气态和液态两种形式,

运输方式主要有长管拖车、液氢槽车和管道运输。氨和甲醇是氢基能

源目前主要的衍生品类，两者均为成熟的工业原料，运输方式比较成

熟，一般以液态形式通过车、船、铁路以及管道等方式进行运输。氢

基能源的大规模、长距离管道运输在国内外均有较为成熟运行案例，

目前国内正处于氢基能源规模化发展的起步阶段，预期为适应氢基能

源大规模发展与应用的要求，未来氢基能源将形成以管道承担远距离

运输，以其他运输方式承担中短距离运输的综合输运系统。

一、氢基能源储存技术

1、氢储存技术

储氢技术按照氢的物理形态可分为气态储氢、液态储氢和固态储

氢三种技术路线。高压气态储氢是氢储存最直接的方式。高压气态储

氢是指通过高压将氢气压缩到一个耐高压的容器或地下储气库中，其

储氢量与储存压力成正比，目前应用最多的储氢容器是储气罐和车载

储氢瓶，压力最高可达到70MPa级。高端碳纤维技术不够成熟且复合

材料成本较高，是目前制约国内高压储氢发展的主要因素，未来高压

气态储氢还需向轻量化、高压化、低成本、质量稳定的方向发展，低

成本的适用于高压临氢环境的新材料是研发的重点。地下储氢是指利

用地下地质构造进行大规模的氢存储，即将氢气注入盐穴、枯竭油气

藏或含水层等地下地质构造中储存起来。地下储氢具有储存规模大、

储存周期长、储存成本低、安全性高四大优势，与地面储氢相比，地

下储存的氢气不与大气中的氧气接触，爆炸危险性更低。液态储氢包

含低温液态储氢和有机液态储氢两种技术路线。低温液态储氢基本原

理是将氢气压缩冷却至-253°C使其液化，并储存在低温绝热容器中，

液氢密度可达70.78千克每立方米。氢气液化系统和储氢容器是氢气

低温液化储存的关键装置。低温液态储氢具备储量大、纯度高、占地

小、充装快等优势，但由于氢气液化温度低，使得液化系统能耗高,

且对储氢容器绝热要求高。有机液态储氢是利用氢气与有机介质发生

可逆化学反应，实现氢的储存和释放，烯炷、焕炷、芳炷等不饱和液

态有机物是目前较为常见的有机液态储氢介质o有机液态储氢技术具

备稳定性高、安全性好、储氢密度大、储氢介质可循环使用等优势，

但该技术存在脱氢温度高、效率低、能耗大等问题，目前仍处于研发

示范阶段。固态储氢是利用氢元素与载体材料反应生成化学键，将氢

分子固定在固体化合物中的一种储氢方式。加氢后的储氢材料能够以

固态形式保存氢，从根本上解决了高压氢气泄漏和储氢容器氢脆等安

全问题，保证了氢储运的安全性。根据吸附原理的不同，一般将固态

储氢材料分为物理吸附储氢材料和化学吸附储氢材料，物理吸附储氢

材料包括碳基材料、无机多孔材料和金属有机骨架化合物等，由于大

多数物理吸附类材料在较低的温度下才能达到一定的储氢密度，常温

常压下吸氢量很低，因此限制了其应用；化学吸附储氢材料主要包括

金属氢化物、配位氢化物、化学氢化物等，目前金属氢化物研究最为

成熟。目前研究较多的化学吸附储氢材料包括金属氢化物和轻质金属

化合物，其中，金属氢化物研究较为成熟。固态储氢的体积储氢密度

高、安全性好，是一种有前景的储氢方式，然而，目前固态储氢的缺

点在于储氢材料在室温下储氢量过低，且吸附材料的制备昂贵，导致

固态储氢商业化程度较低。

2、液氨存储技术

氨通常以液体形式储存，其储存技术成熟，根据不同的操作压力

与温度环境，液氨储存可分为压力储存、低温储存、半冷冻储存等3

种类型。压力储存是指液氨在常温加压条件下储存，是目前最常用的

储存形式，压力储存设计压力一般高于1.8MPa,多采用球罐或水平

圆柱形卧罐进行存储，单罐存储容量一般不超过2300吨，适用于中

小规模液氨储存。低温储存是指液氨在低温常压条件下储存，低温储

存设计温度一般低于-33.5°C,多采用双层结构绝缘圆柱形钢罐，需

设置保冷以及制冷的系统，单罐存储容量可达5万吨。半冷冻储存结

合了压力储存和低温储存的特点，储存条件为较低温度(4°C以下)

和较低压力(0.3-0.5MPa)o压力储存和半冷冻储存适用于小规模液

氨储存，低温储存主要用于大规模液氨储存。

3、甲醇存储技术

甲醇是一种轻质、易