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本文1849字，阅读约需5分钟 摘 要：由于氢气的单位体积能量密度是城市燃气的1/4左右，因此为了确保现有基础设施的成本收益，需要根据运输距离和运输量选择运输效率高的方式。本文中，将介绍目前处于实用阶段或实证阶段的5种氢气运输方式，即：（1）压缩氢气：通过压缩氢气拖车、集束瓶组、移动式加氢车等运输1MPa以上的高压氢气；（2）管道输送：通过管道输送中低压或高压的氢气；（3）液化氢：通过液化氢卡车或移动式加氢车运输由液化设备液化的氢气；（4）储氢合金：由易与氢反应的金属和不易与氢反应的金属制成的合金来吸附氢气进行运输；以及（5）有机氢化物：通过使苯等芳香族化合物与氢发生化学反应生成有机氢化物运输氢气。 关键字：氢气储运技术、压缩氢气、管道输送、液化氢、储氢合金、有机氢化物 氢气运输方式中，压缩氢气的形式最为常见。压缩氢气的主要运输方式包括压缩氢气拖车的运输和集束瓶组的运输。运输时的压力常为20MPa～45MPa，可在标准状态的1/450～1/200左右的体积下进行运输。需要注意的是，其运输受到高压气体安全法规的约束。在环保方面，制造高压氢气时，压缩机消耗大量能量，但如果利用氢气的设备是燃料电池汽车或燃料电池叉车，则无需在使用地点再次压缩，因此可以有效利用压缩能量。 此外，在压缩氢气拖车中，有一种直接向FCV或FCFL供应氢气的移动式压缩氢气加氢车。移动式压缩氢气加氢车除了具备储氢罐外，还配备了压缩机、蓄能器和加氢机等加氢设备。由于其占地面积约为普通加氢站的30%，建设周期约为60%，因此引入方便且成本低。 这些运输方式各有特点，压缩氢气拖车适合中途运输，而集束瓶组则适合短途运输。
管道输送是一种不使用卡车等移动装置的运输方式。在日本，管道输送被用作工厂之间的输送手段。如果是几公里左右的短途输送，输送时的压力大多不足1MPa，不受高压气体安全法的约束，而且通常不需要压缩机和储存设备等，因此可以以低成本进行维护。另一方面，长途输送的情况下，由于地埋等管道铺设成本高，需要大规模的投资用于基础设施建设。 在日本，川崎市、周南市、北九州市等已经铺设了管道，分别通过中压氢气输送约1km的距离。下表所示为各实证项目的概要。在北九州市，作为万一发生泄漏时的安全措施，在从工厂输送的过程中使用环己烯作为加臭剂，在使用阶段通过加臭剂去除装置除去臭味。此外，需要注意的是，根据供应地的不同，有可能会拒绝使用加臭剂。
由于氢气在-253℃下液化，体积约为标准状态的1/800，因此可以比压缩氢气更有效地运输氢气，液化氢卡车一次可以运输约20000Nm3的氢气。因此，液化氢适于大量运输。另一方面，由于制造液化氢时，液化设备的成本居高不下，因此在基础设施尚未完善的状态下很难大规模展开。 在日本，液化氢运输主要使用超低温液化气体容器（LGC：Liquid Gas Container）、集装箱和卡车三种，虽然LGC和集装箱的一次性运输量小，但它们在使用地点可以用作储存容器；而卡车虽然无法作为储存设备，但一次性运输量大。 在运输过程中液化氢的损失率有时会高于其他运输方式，液化氢的储罐虽然绝热，但在运输过程中热量从外部输入，一部分氢气会发生气化，因此会产生蒸发气体（BOG：Boil Off Gas）。当产生蒸发气体时，由于罐内的气压升高，有可能超过设计压力，因此需要将气体释放到大气中，从而造成损失。 此外，与压缩氢拖车一样，液化氢卡车中有一种直接向FCV或FCFL供应氢气的移动式液化氢加氢车。移动式加氢车除了具备液化氢储罐外，还配备有液化氢泵、蒸发器、蓄能器和加氢机等加氢设备。
将易与氢反应的金属和不易与氢反应的金属合金化后而成的物质称为储氢合金。运输氢气时，通过加压将氢气吸附储存；使用时，通过加热将氢气释放出来。虽然单位体积的储氢率很大，但由于是金属，因此单位重量的储氢率很小。而且由于不受高压气体等法律法规的约束，能够与其他货物一起运输，近年来备受关注。
有机氢化物是指将氢与芳香族化合物结合而成的氢化物。苯⇒环己烷、甲苯⇒甲基环己烷（MCH:Methyl Cyclohexane）、萘⇒萘烷等有机氢化物备受瞩目。其中，从熔点和毒性出发，甲苯⇒甲基环己烷的运输备受关注。 如下图左上所示，利用有机氢化物的运输是在制氢后使用催化剂进行化学反应，使甲苯与甲基环己烷发生反应后运输到使用地点。利用氢气时，加热使其发生脱氢反应，然后将甲苯运回制造现场，重复使用。 大多数有机氢化物在安全法规方面的规定与汽油和煤油属于同一类别，因此可以利用现有的石油基础设施。另一方面，在处理有机氢化物的前体——甲苯和二甲苯时，需要注意关于有毒物质处理的安全法规。
翻译：王宁愿 审校：刘 翔 李 涵 统稿：李淑珊  ●日本主要氢能企业的最新动向（1）——氢的大量制造与大量运输 ●日本氢能项目进展！三菱重工、川崎重工、岩谷产业、ENEOS、日挥和旭化成、JERA、关西电力…… ●利用铁锈主要成分实现CO2的回收再利用！将CO2转化为储氢物质甲酸 |
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