氫能運輸分析與展望

1、車載運氫是目前運氫的主要方式

目前隨著下游氫能需求的不斷增加以及制氫企業與使用氫氣的企業分布不均勻，氫氣的運輸成為氫能發展道路上的關鍵一環。氫氣的運輸環節在氫氣總成本中占比達到20%-30%，氫氣的的運輸方式主要由氫氣的儲存形式及運輸距離決定。

(資料圖片僅供參考)

高壓氣體儲氫主要通過長管拖車和管道運輸兩種方式，長管拖車適合短距離、小規模的氫氣運輸，管道運輸適合大規模、長距離的氫氣運輸，目前由于我國氫能處于發展初期，基礎設施建設不完善，長管拖車仍為主流的運氫選擇。低溫液體儲氫主要通過液氫槽車進行運輸，適用于長距離、輸運量大、氫氣純度要求高的氫氣運輸，目前我國液氫槽車運輸主要用于航天及軍事等細分領域，海外液氫槽車運輸發展較為成熟應用廣泛。

2、長管拖車目前是我國氫氣運輸的主流選擇

長管拖車技術成熟，為目前我國氫氣運輸的主要方式。制氫廠制得的氫氣在通過壓縮機高壓壓縮后儲存在儲氫瓶中，然后由長管拖車運輸。長管拖車通常具有 6~10 個大容積儲氫瓶，但由于氫氣密度小，而儲氫壓力容器自重大，所以最終拖車所運氫氣的質量只占總運輸質量的 1%~2%，運輸量大約為260-460kg/車。長管拖車目前只適用于運輸距離較近(運輸半徑300公里)、輸送量較低的運輸場景，隨著運輸距離從50公里提升至500公里，長管拖車成本由4.3元/kg提升至17.9元/kg，其中人工費用和油費是導致長管拖車成本快速增加的主要影響因素。

3、管道運氫是未來大規模、長距離運氫的必然趨勢

隨著未來氫氣需求的不斷增加，管道運氫是實現大規模、長距離輸氫的主要方式。管道儲氫相較于長管拖車具有運輸體量大、距離遠、能耗損失低、經濟高效等多重優勢。但其鋪設難度大、投資成本較高，當運輸距離由150公里提升至550 公里時，氫氣管道投資建設費用由9.6億提升至35.43億。

我國管道運輸研究起步相對較晚，輸氫管道規模較小，總里程約400公里，在用管道僅有百公里左右，主要由中國石油、中國石化、國家電投等大型國企建設，在化工園區內應用為主。海外氫氣管道起步較早，目前全球氫氣輸送管道總里程已超過5000km，美國輸氫管道總里程已超過2700km排名第一，歐洲氫氣輸送管道長度也達到1770km，未來隨著氫氣需求不斷提升，我國管道輸氫的必要性將不斷凸顯，根據《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》測算，2030年我國氫氣管道總里程將達到3000 公里。

4、短期內管道運氫技術成熟度較低、初始投資成本較高

目前制約管道運氫發展的主要因素為技術因素和投資成本因素。技術方面，受氣體性質差異、摻氫比、管道材質和外部環境等影響，氫氣進入管道后容易產生氫脆、滲透和泄漏等風險，所以未來低成本、高強度的抗氫脆材料、高性能的氫能管道的設計制造技術以及應急和維護的技術將成為關鍵。

同時目前我國管道復合材料、氫氣計量的設備閥門、儀表等核心設備材料依賴進口，未來相關裝備國產化有望成為趨勢。投資成本方面，由于純氫管道初始投資較大，氫氣長輸管道的造價約為30-95萬美元/公里，高于天然氣管道價格數倍，不適合作為氫能發展的初期使用，利用天然氣管道或管網輸送摻氫天然氣可實現我國現有在役天然氣管道和城市輸配氣管網的充分利用，便于氫氣大范圍、長距離、低成本運送，目前我國已順利開展運營多個摻氫管道項目，未來有望快速實現摻氫的商業化及由摻氫到純氫運輸的過渡。

5、未來液氫運輸滲透率有望提升

低溫液態氫氣儲運相較于高壓氣態氫氣儲運的優勢在于運輸成本低、純度高、計量方便等，液氫一般采用車輛或船舶運輸，液氫槽車是液氫運輸的關鍵設備，當槽罐車容量為65m3時可運輸4000 kg的氫氣。相較于氣氫運輸分散生產后進行運輸，液氫一般采用集中生產統一運輸的方式。當氫氣深冷至 20 K 液化后能量密度遠大于氣氫，所以液氫需要的公路運力遠小于氣氫，日本的液氫和氣氫對公路車運力要求為 1∶6，而美國則高達 1∶20。

目前我國由于沒有先進的大規模氫液化工廠，氣氫運輸在總成本上尚占據優勢，當運輸距離從50公里提升至500公里時，液氫槽車的運輸價格在13.51-14.31元/kg范圍內小幅提升。但美日等發達國家已經將液氫的儲運成本降低到高壓氣氫的八分之一左右，隨著我國氫氣液化產能的不斷提升，液氫儲運未來有望成為我國氫能運輸的一種重要方式。

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