氢气运输与储存

一、氢的运输

氢价值链的未来将依赖于基础设施的建设，为氢能提供低成本配送和交付。与其他气体和液体相比，氢作为能量载体面临着能量密度低、氢脆和安全问题的挑战。这些独特的特性在从制造到最终使用的每个配送步骤中都存在特殊的成本和安全障碍。

压缩氢气

压缩气态氢的管道运输通常是长距离运输大量氢气的最节约成本的方式。这可以以纯氢形式，也可以在天然气管道中混合到天然气中，只要达到相关法规规定的限制或合同规定的限制或其他限制的要求，例如最终用途的纯度要求。

液态氢

虽然液态氢比压缩氢气具有更高的能量密度，但液化氢比将氢压缩到相关压力需要更多的能源。此外，液态氢具有与压缩气态氢不同的安全特性。例如，从压缩氢罐中泄漏到露天空气中会由于浮力而上升，并且通常会迅速扩散。

氨和液态有机氢载体 (LOHC)

氨的单位体积能量密度比液态氢高，可以在低压下以液体形式运输和储存，也可以在-33 °C和1 bar的低温罐中运输和储存。这意味着氨可以通过管道、轮船、卡车和其他散装方式以低成本运输。缺点是氨合成及其随后的脱氢来释放氢需要大量的能源，如果发生意外释放，它是有毒的，对周围环境和人体健康有着影响。

二、氢的储存

任何有效的能源系统都必须能够为客户提供安全和弹性的供应。能源系统的设计和运行必须确保有形资产的充分安全、能源供应的多样性、市场控制以及对地缘政治事件的弹性。能源转型的主要挑战之一是增加对可变可再生能源生产氢气的依赖，这意味着储存将变得更加必要才能匹配供需。氢可以以两种方式储存：作为纯氢或合成到某载体中，使其更易于运输和储存。氢可以在高压下以气体形式储存，在极低温度下以液体形式储存。需要时，可以从储存容器中取出氢，并仔细调整压力或温度来适应最终用途，而无需任何进一步的重大化学处理。

液态氢载体是具有大量氢含量的分子，在接近环境温度和压力的条件下呈液态――这使得它们更容易运输或在没有专门控制的情况下进行地上储存。有几个富含氢的有机分子的例子，例如甲苯和二苄基甲苯――这些被称为液态有机氢载体(LOHC)。LOHC的缺点是合成和使用时再生氢时的能量损失。氨的分子式为NH₃，是一种成熟的液态氢载体，含有一个氮原子和三个氢原子。在某些应用中，氨可以直接燃烧，而不是裂解释放氢。