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政府间气候变化专门委员会（IPCC）敦促各国政府和企业实施相关措施，实现全球低碳经济。科学家在第六次评估报告中明确指出，人类的活动加速了全球变暖，其影响将是毁灭性的，也是不可逆转的。可再生能源是降低温室气体（GHG）排放的关键因素之一。然而，并非所有地区都能获得足够的清洁能源，如太阳能、风能和水。此外，一些行业依赖高能量密度的能源供应方式，并在使用点大量储存这些能源。

我们需要多样化的能源载体和存储技术，用于弥补可再生能源和应用之间存在的差距。氢能正是最有希望的解决方案之一。

氢气储存和氢气运输流程

氢气的储存和输送 - 储氢罐、管道和工厂基础设施

生产和提纯氢气之后，需要安全地输送和储存。氢以气态或液态形式进行物理储存。氢气的沸点为-252.9℃。由于氢气沸点很低，液态氢需要在超低温环境下安全储存，或以有机液体储氢（如有机液体储氢-LOHC）的方式进行储存。另一方面，常温气态氢需要进行高压储存和运输，以达到与低温氢相同的能量密度。

下面我们依次讨论大规模储氢和输送系统以及较小的工厂基础设施。

大规模储氢系统

氢的主要优势之一在于其以气体形式实现无损耗的长期储存。此外，可以使用很多现有的天然气基础设施。然而，与天然气或石油等其他能源载体相比，氢气在大气压力下的体积能量密度很低。如果应用场地固定，可以采用低压大型储氢罐，而在交通应用中，则必须考虑储氢罐的大小和重量。

例如，地下储氢，即在靠近较大的氢气生产基地和电解槽的盐穹顶中建造深度可达1000米的大型洞穴。目前天然气就采用类似的系统，可以作为大规模储氢的参考。

另外，还可以利用金属氢化物储存氢气。氢分子与金属化合物结构实现化学键合，可以确保氢气在低压系统中和大气压力下的稳定性和无害性。

氢的输送和分配

气态氢可以通过高压储氢罐或管道输送到用氢用户。高压罐的运输面临着与高压容器储存类似的挑战，可以通过公路、铁路或海上运输完成。这样就能确保解决方案的灵活性，无需建设新的基础设施，就可以输送到任何目的地。

大规模氢气的运输，可以通过管道完成。与架空电线的电力传输相比，天然气管道的运输成本更低，运输量更大。在德国，只需对现有天然气管道基础设施稍作调整，即可用于运输氢气。

甲烷管道在理论上可以运输等量氢气能源。但这取决于管件和管道等部件的完整性。氢脆有可能加速裂缝的形成，从而大大缩短管道的使用寿命。其他因素（如动态应力和现有裂缝）也需要纳入考虑范围。

也可以将氢气与天然气混合，以降低相关风险以及管道的改造需求。然而，如果氢气的比例超过40%，则可能需要更换压缩机和涡轮机等组件，以应对更大的氢气体积流量。

工厂基础设施和加氢系统

现场储存和输送氢气都是可行的方式，但需要定义安全概念，并在调试前完成测试。面临的挑战主要与高压罐以及加氢站本身有关。此外，公司必须确保组件的完整性，并为员工提供氢安全培训。

氢气储存系统

汉堡的加氢站

氢气运输和储存面临的挑战和机遇

在氢气的储运方面，企业面临的最常见挑战包括成本、安全和可用的专业人员。但这些问题可以与合作伙伴共同应对，以获得比竞争对手更多的优势，同时降低相关风险。如今随着清洁能源和电力驱动的市场需求不断增长，投资和建设关于氢能项目的基础设施以及合作伙伴关系有助公司获利。

提供适合项目的解决方案

如果国家目前配备了天然气基础设施，也可通过管道输送氢气。但如果工业应用以甲醇和氨作为原料，则无法通过管道完成输送。直接在低碳氢的生产点生产衍生品，这样就能实现更高能量密度的输送。采用较小的储氢罐和容器通过卡车和船舶将氢气输送至基础设施处。

在这些应用场景中，气态氢是最有希望的解决方案，而业界对于液氢的优缺点始终存有争议。企业需要把握氢能市场的现状，了解最佳的现有储氢方案，但这并非易事。因为氢能技术需要专业技能，以确保安全用氢。

TÜV南德可以提供专属支持，为您的氢能战略配置合适的储运设备，确保用氢安全。我们拥有500多名氢能专家，可以在全球范围内提供测试、检查和认证组件和项目等服务。此外，我们还提供安全用氢的培训，确保员工将新战略付诸实践。

我们与氢能研究子公司LBST一起，提供关于现有技术和全新机会的最新和最全面的见解。此外，我们的咨询子公司evety还提供最先进的专业知识，为项目的整个生命周期保驾护航。

建立生态系统—以结合氢能生产与目标应用

未来氢能应用的主要挑战之一是建立生态系统，其可以将低碳氢的生产商与用户和客户联系起来。此外，在氢能应用的过渡期间，我们还需要全新的技术设备，以及配套的全新设备鉴定程序和标准。

TÜV南德与子公司evety和LBST携手，为氢气生产、储存和运输的合作伙伴以及买家牵线搭桥。

我们是国际氢能委员会的成员，知悉最新的法规、规范和标准（RCS），并能测试和认证氢能设备。