将氢与天然气混合会有效吗？

来自美国的科学家已经介绍了将氢与天然气混合为桥接能量的研究，以实现长期的碳中立性。该策略有可能有助于实现净零目标，同时仍然在短期内确保能源安全。他们的审查研究出现在期刊上能量。

学习：气管道网络中的氢混合 - 审查。图片来源：petrmalinak/shutterstock.com

氢在气候变化策略中的作用

气候变化是20种人类面临的主要存在威胁之一^Th世纪。二氧化碳和甲烷是最具破坏性的温室气体排放中的两种，负责自工业革命和随后的环境破坏以来全球温度的升高。逐步淘汰化石燃料，支持低碳可再生能源和燃料，是满足零碳排放靶标的的关键策略。

近几十年来，氢被广泛探索，作为另一种燃料和能源。除了接近零的温室气体排放外，氢还具有高效的能源载体，非常丰富，并且可以重新恢复，克服了排放和供应问题。可以使用水分分割方法轻松生产氢，并且取决于其来源非常干净。氢的最理想来源是可再生能源，如果以这种方式产生，则称为“绿色氢”。

Co₂2020年在各种燃料中发出的每百万千克能量。图片来源：Mahajan，D等人，Energies

氢的另一个优点是，现有的存储和运输基础设施可以轻松处理液体氢，而无需进行重大改变。一个关键资源，尽管仍然生产50.3公斤的CO₂每百万千克能量产生的二氧化碳比汽油少，煤炭是天然气。与其他碳氢化合物相比，天然气在工业中应用于燃料和发电量多。

已经存在的广泛的天然气基础设施有可能重新利用用于氢气和运输，这将有助于实现碳中性经济的目标。

使用天然气基础设施进行氢：当前挑战

重新利用天然气基础设施，同时提出了实现基于氢的经济的技术上最成熟的策略，面临着一些关键的技术挑战。天然气和氢的性质显着差异，这意味着在这些系统中仅用氢代替天然气并不是一个简单的情况。

实现将当前基础设施大规模转换为氢载体系统，需要对诸如生产方法，储存和运输等因素进行全面检查，并为氢化提供了足够的最终用途应用。一种解决方案是，随着时间的推移，氢/甲烷混合物中氢的比例逐渐增加到100％，但这对于工程师和研究人员来说是一项艰巨的努力。为了成功克服挑战，必须采取协调的跨职能方法。

研究

新论文的主要目的是研究氢经济研究的最新知识和研究进展，考虑生产，氢混合物的运输以及商业用途。

作者深入讨论了氢/甲烷混合物的特性和益处，并重点放在围绕甲烷/氢混合物使用的安全问题上。密度，粘度，能量密度和相互作用都是令人关注的原因。压力和泄漏，管道应力和长期氢含量的问题在长期氢气和运输中很常见，必须完全了解。当前项目正在解决这些问题。

该研究总结了世界各地的当前项目。目前，政府正在为包括Thyga，Hydeploy，Hyblend和Thyga在内的示范项目提供支持，以阐明在2050年到2050年实现碳减少目标的成本效益的途径。从研究中汲取的氢气和示范项目的经验教训将有助于实现更安全的发展。，更高效，兼容的氢燃料基础设施。

对混合气体运输成本动态的主要影响是由混合物减压引起的。与仅天然气相比，需要增加能量才能将混合物运输到国内和商业用户。通过修改流速和压力可以减轻这种增加的成本。技术经济研究可以在提供相关信息以解决这些问题方面发挥关键作用。

（一种）受损的锅炉管；（b）锅炉管上的态面位置。图片来源：Mahajan，D等人，能量

总之

在审查研究中已经确定了四个关键挑战能量。诸如供暖设备和燃烧器之类的最终用具可能需要进行设计修改，以应对燃烧温度2020欧洲杯下注官网和火焰速度的提高。将需要其他压缩机来解决较低的能源运输和质量流动的挑战。泄漏和爆炸的风险增加将需要新的安全标准和代码。最后，由氢和运输引起的长期封闭和腐蚀的风险增加了。

氢气对1018钢的影响。图片来源：Mahajan，D等人，能量

虽然评论仅涉及氢/甲烷混合物和当前基础设施的问题以及如何克服它们，但作者为未来的特定主题相关研究奠定了良好的基础，这将有助于技术达到成熟。

进一步阅读

Mahajan，D等。（2022）气管道网络中的氢混合 - 审查能量15（10）3583 [在线] mdpi.com。可用网址：https://www.mdpi.com/1996-1073/15/10/3582

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