氫能在能源轉型和邁向碳中和目標中，被很多國家視為“明星”清潔能源。世界主要發達國家和發展中國家
，近年基本都出台政策，大力支持氫能產業發展。美國、日本、德國、澳大利亞

、韓國、印度等國家相繼製定了氫能發展戰略或規劃。
  zhongguoshishijiediyichanqingdaguo，yeshiqingnengdediyixiaofeidaguo。ruguonengbaqingnengchanyejingjifazhanqilai，bujinduinengyuanzhuanxingyoujudayiyi，haijiangzaojiuyigeshiwanyiguimodeqingchanyelianshichang。
  雖sui然ran現xian在zai通tong過guo風feng光guang發fa電dian製zhi綠lv氫qing的de成cheng本ben在zai不bu斷duan下xia降jiang
，但dan對dui氫qing能neng的de大da規gui模mo使shi用yong，全quan世shi界jie都dou麵mian臨lin一yi個ge難nan題ti，那na就jiu是shi氫qing的de儲chu運yun。氫qing作zuo為wei元yuan素su周zhou期qi表biao中zhong的de1號元素，分子非常小，在同等條件下(溫度
、壓強)，氫氣熱運動的速度更快

，更容易從容器的縫隙中逃逸，所以氫氣的儲存和運輸比較困難，按照目前的技術裝備，成本很高。
  氫qing儲chu運yun作zuo為wei製zhi氫qing與yu用yong氫qing之zhi間jian的de紐niu帶dai和he橋qiao梁liang，也ye是shi製zhi約yue氫qing能neng走zou向xiang規gui模mo化hua應ying用yong的de最zui大da痛tong點dian，如ru果guo能neng克ke服fu技ji術shu障zhang礙ai，經jing濟ji安an全quan地di實shi現xian氫qing能neng的de儲chu運yun，對dui整zheng條tiao氫qing能neng產chan業ye鏈lian的de持chi續xu發fa展zhan至zhi關guan重zhong要yao。
  最近，我國長距離
、大規模輸氫技術接連傳來好消息。
  4月16日(ri)，中(zhong)國(guo)石(shi)油(you)發(fa)布(bu)消(xiao)息(xi)，用(yong)現(xian)有(you)天(tian)然(ran)氣(qi)管(guan)道(dao)長(chang)距(ju)離(li)輸(shu)送(song)氫(qing)氣(qi)的(de)技(ji)術(shu)獲(huo)得(de)了(le)突(tu)破(po)。在(zai)寧(ning)夏(xia)銀(yin)川(chuan)寧(ning)東(dong)天(tian)然(ran)氣(qi)摻(chan)氫(qing)管(guan)道(dao)示(shi)範(fan)平(ping)台(tai)，管(guan)道(dao)中(zhong)的(de)氫(qing)氣(qi)比(bi)例(li)已(yi)逐(zhu)步(bu)達(da)到(dao)24%。這為我國今後實現大規模、低成本的遠距離氫能運輸提供了技術支撐。
  幾天前的4月10日，中國石化也發布消息
，我國首個“西氫東送”輸氫管道示範工程被納入石油天然氣“全國一張網”建設實施方案，標誌著我國氫氣長距離輸送管道進入新發展階段。
  “西氫東送”管道規劃起點位於內蒙古自治區烏蘭察布市，終點位於北京市的燕山石化

，管道全長400多公裏

，經過內蒙古、河北、北京等3省(區
、市)的9個縣區，是我國首條跨省區
、大規模、長距離的純氫輸送管道。管道一期運力10萬噸/年，預留50萬噸/年的遠期提升潛力。
  第三個好消息是，我國在固態儲運氫方麵也有新進展。　4月13日(ri)，全(quan)球(qiu)先(xian)進(jin)噸(dun)級(ji)鎂(mei)基(ji)固(gu)態(tai)儲(chu)運(yun)氫(qing)車(che)在(zai)上(shang)海(hai)汽(qi)車(che)會(hui)展(zhan)中(zhong)心(xin)亮(liang)相(xiang)。該(gai)第(di)一(yi)代(dai)噸(dun)級(ji)鎂(mei)基(ji)固(gu)態(tai)儲(chu)運(yun)氫(qing)車(che)由(you)上(shang)海(hai)氫(qing)楓(feng)能(neng)源(yuan)技(ji)術(shu)有(you)限(xian)公(gong)司(si)聯(lian)合(he)上(shang)海(hai)交(jiao)通(tong)大(da)學(xue)氫(qing)科(ke)學(xue)中(zhong)心(xin)共(gong)同(tong)研(yan)發(fa)製(zhi)造(zao)，助(zhu)力(li)我(wo)國(guo)固(gu)態(tai)儲(chu)氫(qing)技(ji)術(shu)邁(mai)上(shang)新(xin)一(yi)級(ji)台(tai)階(jie)。
  該儲運氫車以鎂合金為介質，通過鎂與氫氣的可逆反應進行氫氣儲運，單車儲氫量是當前主流儲氫方式――高壓氣態儲氫的3倍至4倍，且存儲狀態為常溫常壓
，解決了高壓氣態儲氫的高壓爆炸風險，實現更安全
、高效
、經濟的氫氣儲運
，是當前氫氣儲運環節的一項創新性技術。
  這些技術突破或項目落地

，將加快氫能全產業鏈的建設和規模化應用。
  01 管道輸送是大規模長距離輸氫的必然
  目前，汽車運輸仍是我國長距離氫氣運輸的主流方式。這種方式成本較高、效率較低，而且運輸距離有限，是造成終端用氫成本高的主要原因之一。
  以鎂合金為介質的固態儲運氫技術創新，當然很有價值，但如果要實現大規模
、長距離的輸送



，必須要像天然氣一樣用管道輸送，才能具有經濟性。
  輸氫管道運量大、能耗低、邊際成本低，是實現規模化氫輸運的重要方式，將成為氫能產業可持續發展的必然趨勢。中石化的“西氫東送”純氫管道和中石油的摻氫管道，都是助力氫能產業大規模發展的基礎建設保障。
  目前中石油這條天然氣管道中的氫氣比例已逐步達到24%，也就是說每輸送100立方米摻氫天然氣，其中就包括了24立方米的氫氣。經過了100天的測試運行，這條397公裏長的天然氣管線
，整體運行安全穩定。
  專家表示，截止到2022年底我國油氣管道的總裏程達到18.5萬公裏。以目前我國天然氣消費量計算，當摻氫比達到20%時

，可運輸1000多萬噸氫氣，約合5600多億度綠電，氫氣成本也會大幅度下降。
  我國為什麼要從西部往東部運輸呢?為什麼不就地生產
，避免長途運輸呢?
  muqianwoguodongbudiquyeshiyouqingqiziyuande，danshizhexieqingqidadoushishihuaqiyedegongyefuchanqingqi，yejiushigongyeshengchanzhongfudaishengchanchulaideqingqi，suiranzaishiyongdeshihoushiwuwurande，danshizaishengchanqingqideshihoushihuichanshengyidingdetanpaifang，yincizhexieqingqiyebeiyeneijiaozuohuiqing。
  中國石油大學(北京)教授孫仁金表示，我們國內的氫基本上99%都是灰氫，也就是說從天然氣

、從化石能源發展的氫，那這個氫其實它是碳排放還是比較嚴重的，而且這個成本也比較高。如果用灰氫
，就達不到減少碳排放的目的。
  如用光伏或者風電設備取得的電
，對水進行電解生產出來的氫
，碳排放比較少
，被稱為“綠氫”。而想發展綠氫，西部地區無疑是首選。我國內蒙古
、新疆
、甘肅
、寧夏
、青海、山西、河(he)北(bei)等(deng)地(di)風(feng)光(guang)綠(lv)電(dian)資(zi)源(yuan)富(fu)足(zu)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)我(wo)國(guo)西(xi)部(bu)地(di)區(qu)和(he)北(bei)部(bu)地(di)區(qu)具(ju)有(you)大(da)規(gui)模(mo)綠(lv)氫(qing)資(zi)源(yuan)。另(ling)外(wai)，我(wo)國(guo)東(dong)部(bu)地(di)區(qu)和(he)南(nan)部(bu)地(di)區(qu)經(jing)濟(ji)發(fa)達(da)，氫(qing)能(neng)無(wu)論(lun)是(shi)工(gong)業(ye)應(ying)用(yong)還(hai)是(shi)民(min)用(yong)，都(dou)具(ju)有(you)巨(ju)大(da)市(shi)場(chang)潛(qian)力(li)。因(yin)此(ci)
，我(wo)國(guo)氫(qing)能(neng)產(chan)銷(xiao)區(qu)域(yu)特(te)點(dian)與(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)極(ji)為(wei)相(xiang)似(si)，需(xu)要(yao)發(fa)展(zhan)“西氫東送”和管道輸氫。
  02 管道輸氫的難點是什麼
  由於氫氣密度小
、擴散係數大、易對材料力學性能產生劣化，所以目前國際上對於如何而高效運輸氫氣，都處於技術研究和攻關階段。
  當然
，利用管道輸送氫氣曆史已經很久了，早在1938年

，德國就建成了世界上第一條氫氣長輸管道，全長215公裏
，主要用於化工廠氫資源匹配利用
，但成本也非常高，隻是小規模和特殊場景使用。
  如果要擴大應用場景，就需要在管道輸送技術上不斷突破。
  氫進入金屬材料內部易導致材料力學性能下降，管輸工況下，由於內外應力綜合影響，易出現氫鼓泡、氫致裂紋、延性降低等損傷

，大大增加管材失效可能性。這就是所謂“氫脆”現象。
  具體來說，就是金屬材料在高壓氫環境中服役時，氫分子能夠分解成氫原子滲透入金屬材料內部，造成材料的性能劣化(即“氫脆”)。氫脆表現為“H2吸附到金屬表麵 → 分解成H原子 → 滲透進金屬內部 → 在金屬內部擴散 → 聚集 → 引發氫致裂紋等”。當管道中存在足夠的氫含量、對氫敏感的金相組織、應力集中這3個條件時
，易導致管道氫脆開裂。
  國際上雖已建成一定規模輸氫管道並正常運營，且這些管道基本采用低等級鋼材，氫損傷管材問題並不是很突出，但由於運行壓力較低
、設計偏保守，管道綜合輸送效率普遍不高。
  研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)高(gao)強(qiang)度(du)或(huo)耐(nai)氫(qing)脆(cui)管(guan)材(cai)，加(jia)快(kuai)實(shi)現(xian)氫(qing)氣(qi)管(guan)輸(shu)係(xi)統(tong)降(jiang)本(ben)增(zeng)效(xiao)，是(shi)滿(man)足(zu)當(dang)前(qian)規(gui)模(mo)化(hua)氫(qing)儲(chu)運(yun)需(xu)求(qiu)的(de)重(zhong)要(yao)途(tu)徑(jing)
，國(guo)內(nei)外(wai)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)已(yi)開(kai)展(zhan)大(da)量(liang)研(yan)究(jiu)，包(bao)括(kuo)氫(qing)致(zhi)金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)損(sun)傷(shang)機(ji)理(li)
、氫與管材相容性、氫對焊縫性能影響、焊接工藝，以及新型非金屬管材開發等。
  03 我國輸氫管道處於什麼位置
  隨著氫氣利用量增大和應用場景多樣化，目前全球範圍內氫氣輸送管道規模越來越大，總裏程已超過4600公裏。
  美國氫氣管道規模最大，總裏程達到2720公裏

，其中建有全球最大的氫氣供應管網，全長965公裏
、連接22個製氫廠，向墨西哥沿岸的煉油廠和化工廠供應純氫，輸氫量達到150萬標準立方米/小時。
  歐洲輸氫管道總裏程目前也已超過1500公裏，其中法國建有世界上最長的氫氣管道，從法國北部一直延伸至比利時，全長約402公裏。近年來，在“雙碳”戰略下氫能產業迅猛發展，尤其是在綠氫技術推動下，規模化氫儲運需求日益顯現，輸氫管道建設已被列入世界各國氫能產業規劃。
  歐盟正在規劃西班牙、法國與葡萄牙之間的跨國輸氫管道;德國提出將在全國範圍內建設5900公裏輸氫管道，並與挪威聯合建設兩國跨國輸氫管道;預計到2040年，歐洲將建成4萬公裏氫氣輸送管道。
  我國氫能產業整體起步較晚，現有氫氣輸送管道總裏程約400公裏，其中由我國自主建設的較長距離的典型純氫輸送管道有3條，總裏程不足100公裏。“雙碳”目標下，我國也在加快推進氫能基礎設施建設，河北已啟動建設定州―高碑店氫氣管道工程
，全長164.7公裏，年最大輸送量10萬噸

，供應燃料電池用氫。