氢能运输分析与展望

1、车载运氢是目前运氢的主要方式

目前随着下游氢能需求的不断增加以及制氢企业与使用氢气的企业分布不均匀，氢气的运输成为氢能发展道路上的关键一环。氢气的运输环节在氢气总成本中占比达到20%-30%，氢气的的运输方式主要由氢气的储存形式及运输距离决定。

(资料图片仅供参考)

高压气体储氢主要通过长管拖车和管道运输两种方式，长管拖车适合短距离、小规模的氢气运输，管道运输适合大规模、长距离的氢气运输，目前由于我国氢能处于发展初期，基础设施建设不完善，长管拖车仍为主流的运氢选择。低温液体储氢主要通过液氢槽车进行运输，适用于长距离、输运量大、氢气纯度要求高的氢气运输，目前我国液氢槽车运输主要用于航天及军事等细分领域，海外液氢槽车运输发展较为成熟应用广泛。

2、长管拖车目前是我国氢气运输的主流选择

长管拖车技术成熟，为目前我国氢气运输的主要方式。制氢厂制得的氢气在通过压缩机高压压缩后储存在储氢瓶中，然后由长管拖车运输。长管拖车通常具有 6~10 个大容积储氢瓶，但由于氢气密度小，而储氢压力容器自重大，所以最终拖车所运氢气的质量只占总运输质量的 1%~2%，运输量大约为260-460kg/车。长管拖车目前只适用于运输距离较近(运输半径300公里)、输送量较低的运输场景，随着运输距离从50公里提升至500公里，长管拖车成本由4.3元/kg提升至17.9元/kg，其中人工费用和油费是导致长管拖车成本快速增加的主要影响因素。

3、管道运氢是未来大规模、长距离运氢的必然趋势

随着未来氢气需求的不断增加，管道运氢是实现大规模、长距离输氢的主要方式。管道储氢相较于长管拖车具有运输体量大、距离远、能耗损失低、经济高效等多重优势。但其铺设难度大、投资成本较高，当运输距离由150公里提升至550 公里时，氢气管道投资建设费用由9.6亿提升至35.43亿。

我国管道运输研究起步相对较晚，输氢管道规模较小，总里程约400公里，在用管道仅有百公里左右，主要由中国石油、中国石化、国家电投等大型国企建设，在化工园区内应用为主。海外氢气管道起步较早，目前全球氢气输送管道总里程已超过5000km，美国输氢管道总里程已超过2700km排名第一，欧洲氢气输送管道长度也达到1770km，未来随着氢气需求不断提升，我国管道输氢的必要性将不断凸显，根据《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》测算，2030年我国氢气管道总里程将达到3000 公里。

4、短期内管道运氢技术成熟度较低、初始投资成本较高

目前制约管道运氢发展的主要因素为技术因素和投资成本因素。技术方面，受气体性质差异、掺氢比、管道材质和外部环境等影响，氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险，所以未来低成本、高强度的抗氢脆材料、高性能的氢能管道的设计制造技术以及应急和维护的技术将成为关键。

同时目前我国管道复合材料、氢气计量的设备阀门、仪表等核心设备材料依赖进口，未来相关装备国产化有望成为趋势。投资成本方面，由于纯氢管道初始投资较大，氢气长输管道的造价约为30-95万美元/公里，高于天然气管道价格数倍，不适合作为氢能发展的初期使用，利用天然气管道或管网输送掺氢天然气可实现我国现有在役天然气管道和城市输配气管网的充分利用，便于氢气大范围、长距离、低成本运送，目前我国已顺利开展运营多个掺氢管道项目，未来有望快速实现掺氢的商业化及由掺氢到纯氢运输的过渡。

5、未来液氢运输渗透率有望提升

低温液态氢气储运相较于高压气态氢气储运的优势在于运输成本低、纯度高、计量方便等，液氢一般采用车辆或船舶运输，液氢槽车是液氢运输的关键设备，当槽罐车容量为65m3时可运输4000 kg的氢气。相较于气氢运输分散生产后进行运输，液氢一般采用集中生产统一运输的方式。当氢气深冷至 20 K 液化后能量密度远大于气氢，所以液氢需要的公路运力远小于气氢，日本的液氢和气氢对公路车运力要求为 1∶6，而美国则高达 1∶20。

目前我国由于没有先进的大规模氢液化工厂，气氢运输在总成本上尚占据优势，当运输距离从50公里提升至500公里时，液氢槽车的运输价格在13.51-14.31元/kg范围内小幅提升。但美日等发达国家已经将液氢的储运成本降低到高压气氢的八分之一左右，随着我国氢气液化产能的不断提升，液氢储运未来有望成为我国氢能运输的一种重要方式。

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