氫氣作為一種二次能源，相對于其他能源而言，具有來源豐富、質(zhì)量輕、能量密度高、綠色低碳、儲存方式與利用形式多樣等特點(diǎn)，是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗�被譽(yù)為人類社會的“終極能源”。氫氣運(yùn)輸方式主要有氣態(tài)儲運(yùn)（長管拖車、管道）、液氫儲運(yùn)、有機(jī)液體儲運(yùn)等，其中管道運(yùn)輸是大規(guī)模遠(yuǎn)距離運(yùn)輸中成本最低、最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N方式，管道運(yùn)輸又分為摻氫輸送和純氫輸送。

摻氫輸送：在氫能利用的初期，制氫規(guī)模有限，氫氣量不足以支撐純氫輸送管道建設(shè)運(yùn)營的情況下，可利用現(xiàn)有的天然氣管道，將生產(chǎn)的氫氣按一定比例注入天然氣管網(wǎng)輸送至下游用戶終端。在下游用戶終端，氫氣分兩種狀態(tài)利用，一是將摻入天然氣中的氫氣直接作為燃料與天然氣混合燃燒，減小溫室氣體排放；二是將氫氣從天然氣中分離提純后單獨(dú)利用，但目前受限于提純技術(shù)及成本限制，氫氣從天然氣中分離的成本較高，暫不具備商用價值。天然氣管道摻入氫氣，會導(dǎo)致管道發(fā)生氫脆，加速管道的失效時間，降低其服役壽命，管道鋼級越高，氫脆敏感性越強(qiáng)，天然氣管道摻氫前應(yīng)針對不同管道的管材特性、服役年限、服役環(huán)境、連接工藝等開展安全評估，再決定摻氫比例。我國現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)入長輸天然氣管道氫氣濃度不超過3%（氫氣占到摻氫天然氣體積分?jǐn)?shù)的3%），目前國內(nèi)外正在積極開展天然氣摻氫輸送適應(yīng)性研究，其摻氫比范圍為0～20%，管道等級基本為中低壓管道。

純氫輸送：2022年我國氫能產(chǎn)量為3781萬噸，到2060年，我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸（即14460億立方米）左右，在終端能源消費(fèi)中占比達(dá)到20%。我國可開發(fā)的綠氫資源主要集中在西部地區(qū)，西部地區(qū)可開發(fā)的綠氫資源超過3億噸，但我國能源負(fù)荷中心位于中東部及東南沿海地區(qū)， 遠(yuǎn)離氫能資源豐富的西部地區(qū)， 因此需要遠(yuǎn)距離、大輸量輸送氫氣。在氫氣資源量形成規(guī)模后，純氫管道輸送是實現(xiàn)氫能大規(guī)模、長距離、經(jīng)濟(jì)高效的輸運(yùn)方式。所謂純氫輸送，是將氣態(tài)氫氣注入氫氣輸送管道，通過管道輸送至下游用戶終端，供下游用戶使用。

國外純氫輸送管道發(fā)展起步較早，技術(shù)成熟，北美和歐洲等地區(qū)先后建成多條氫氣長輸管線，總里程近5000 km。在工程應(yīng)用方面具有一定的研究深度和廣度，已形成了氫氣管道相應(yīng)的設(shè)計、施工、運(yùn)行、維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)或指南。國內(nèi)氫能開發(fā)利用較晚，目前氫氣主要作為工業(yè)原料使用，氫氣管道建設(shè)規(guī)模較小，僅建成幾條幾十公里長的氫氣管道（鋼級X52以下，壓力4 MPa以下）。國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)正在積極開展高鋼級、高壓抗氫管道研發(fā)，有望進(jìn)一步降低純氫長距離管輸成本，助力國家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的早日實現(xiàn)。

作者簡介：楊明，1985年生，高級工程師，就職于西部管道公司科技信息服務(wù)中心，主要從事油氣、新能源儲運(yùn)技術(shù)，管道本質(zhì)安全相關(guān)技術(shù)等研究。 聯(lián)系方式：yangming04@pipechina.com.cn。