氢能作为新能源一种，国家发改委明确将其纳入新型储能方式。其中，钢铁、烧碱等行业每年排放的副产氢气超过50亿方。对于副产氢气，用途一是将氢气纯化后使用，用于燃料电池等；用途二是掺入已经建成的天然气管网系统，用于燃气。因此，应用现有日安燃气管道进行天然气和氢气输送的混合输送是未来天然气管道发展的一个趋势。

1、输氢管道建设现状

欧洲：已建成氢气输送管道长度约1770km；

美国：已建成氢气输送管道长度约2720km；

加拿大：已建成氢气树洞管道长度约150km；

天然气掺氢进展：

2014年，法国开始实施混氢天然气GRHYD项目，将氢气以不高于20%的比例注入到当地的天然气管道中；天然气动力客车的掺氢比例为6%~20%；

2019年，意大利国家天然气管网公司的掺氢比例为5%~10%；

2019年，英国开展了20%氢气掺氢比例的掺氢天然气研究；

2020年，澳大利亚启动了天然气掺氢示范项目，掺氢比例为10%；

2022年，英国能源网络协会ENABLE宣布，2023年要实现在天然气管道中掺氢20%的目标；

中国：已建成约400km氢气输送管道；天然气掺氢建设方面如下：

广东海底掺氢管道项目；

朝阳天然气掺氢示范项目；

张家口掺氢天然气示范项目；

宁夏天然气掺氢降碳示范化工程中试项目；

国内已建和拟建的主要中长距离输氢管道如下表。

国内已建氢气输送管道基本上为中石化投资建设运营，与炼化企业相关联。已建的纯氢输送管道最大输送压力为5MPa，基本采用了低强度的无缝钢管，只有乌海-银川的掺氢管道采用了直缝埋弧焊钢管，强度与20号钢水平相当。

受成本和管材氢损伤方面的因素影响，无论是里程还是输送压力、输送量等，与石油天然气管道相比，氢气管道占比非常少。数据显示，美国氢气管道的造价是天然气管道造价的两倍以上。未来随着管道输送氢气压力等级提高和建设规模的增加，氢能输送成本可接近天然气。

2、输氢管道标准现状

2.1 国内氢气系统相关标准：

（1）氢系统安全方面有：GB/T 29729-2013 《氢系统安全的基本要求》、GB 4962-2008《氢气使用安全技术规程》

（2）氢气站和加氢站方面有：GB 50177-2005《氢气站设计规范》，以上标准均不适用于埋地氢气长输管道；

（3）氢气储存输送系统方面有：GB/T 34542《氢气存储输送系统》，该标准包括了8部分，其中GB/T 34542.4~GB/T 34542.8尚未发布。

第1部分：通用要求，规定了氢气储存输送系统总体设计、安全附件、安装调试、运行管理和风险评估的通用要求，适用于工作压力不大于140MPa，环境温度为-40℃~65℃的氢气存储系统、输送系统、压缩系统、充装系统及其组合系统。

第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法。

第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法，第2和3部分为临氢材料的试验方法和/或评价标准。

2.2 国外氢气系统相关标准：

（1）ASME B31.12-2019《氢用管道系统和管道》，适用于将氢气和液态氢从制造厂输送到使用地的长输管道、分输管道和服务管道，适用范围涵盖工业管道和长输管道，不适用于按照ASME锅炉和压力容器准则设计和制造的压力容器、温度高于232℃或低于-62℃的管道系统、压力超过21MPa的管道系统、水汽含量大于20mg/L的管道系统以及氢的体积分数小于10%的管道系统。ASME B31.12要求应用表GR-2.1.1-2中所有材料的最大操作压力不能超过21MPa，除非材料在氢气条件下的性能指标满足ASME B&PVC VIII.3。ASME B31.12-2019的钢级包括ASTM和API Spec 5L两种标准体系。一般，材料的断裂韧性随着强度的提高而降低，也越容易产生氢脆。ASME B31.12-2019推荐采用API Spec 5L标准PSL2 X42/52钢管。输氢管材涵盖了电阻焊管、无缝钢管及埋弧焊管等3种类型的钢管。该标准相比天然气管道标准增加了材料性能系数，相应地增大了钢管设计壁厚。

（2）CGA G-5.6-2005（R2013）《氢气管道系统》由欧洲压缩气体协会制定，适用于气态纯氢及气态氢混合物的输送和配送系统，温度范围-40℃~175℃，总压力为1MPa~21MPa，对不锈钢，氢气分压高于0.2MPa。该标准还规定了对纯度至少为99.995%超高纯度氢气管道的特殊要求。

（3）AIGA 033/14《氢气管道系统》由亚洲工业气体协会发布，转载于CGA G-5.6。

（4）临氢材料试验方法标准有：

ISO 11114-4：2017《移动气瓶 - 气瓶及瓶阀材料与盛装气体的相容性 第4部分：选择抗氢脆钢的试验方法》；

ASME B&PVC VIII.3-2019 ARTICLE KD10 《氢服役用容器的特殊要求》；

ANSI/CSA CHMC 1-2014《用于评估压缩氢应用中材料相容性的试验方法-金属》;

ASTM G 142 《测定高压、高温或两者条件下含氢环境中金属脆化敏感性的标准试验方法》；

ASTM G129 《用于慢应变速率测试以评估金属材料对环境致开裂的敏感性标准做法》；

ASTM F1459 《测定金属材料对氢气氢脆（HGE）敏感度的试验方法》；

3、氢对材料的影响研究进展（略）

4、输氢用钢管的评价与实验方法

4.1 氢环境相容性实验：慢应变速率拉伸试验、疲劳寿命试验、断裂韧性试验、疲劳裂纹扩展速率实验；

4.2 材料氢脆敏感度实验：圆盘压力试验（DPT），适用于金属材料氢脆敏感度评价，试验方法包括GB/T 34542.3-2018、ISO 11114-4:2017标准5.1（方法1）、ASTM F1459-2006等。通过氢脆敏感度系数来评价氢脆敏感度，氢脆敏感度系数为修正爆破压力比（氦气环境试验修正爆破压力/氢气环境试验修正爆破压力）的最大值。3个标准中关于材料氢脆敏感度评价的规定如下表。

5、输氢管道用管材的选材（略）

6、结语/参考文献（略）