氫能源作為一種零碳高效的新能源， 在世界能源轉型中的應用價值日益凸顯， 世界主要發達國家近年來紛紛出臺政策大力支持氫能源產業發展， 美國、日本、歐盟、澳大利亞、韓國等國家和地區都制定了氫能源發展戰略或規劃，全球范圍內氫能源產業發展戰略或規劃已在美國、日本、澳大利亞、韓國等國我國對氫能源的發展十分重視，并于 2022 年首次發布了《氫能源產業發展中長期規劃(2021~2035 年)》，對氫能源的戰略定位、發展目標以及在新能源體系中的重大舉措進行了明確。根據中石化的一份報告，我國在 2060 年將有近 8600 萬噸的氫能源消耗，4.6 萬億元的產業規模。同時，氫能源將成為能源結構中一個重要組成部分，直至 2050 年，按照國家發改委和能源局的發展規劃。

高壓氫氣可以通過氫氣管道和長管拖車，根據氫氣的輸送距離、用氫要求和用戶分布進行輸送，利用管道輸送是最有效率的方法，可以將體積較大、距離較遠的場合進行輸送。

一、氫氣管道的類別

輸送氫氣的管線主要有輸送氫氣的管線和輸送氫氣的管線。輸氫管道分為兩類，一類是用于場(廠)區裝置間或系統內輸送氫氣，其特點是管道壓力大，管徑小，一般采用壓力管路用管或儀表管路用管(hydrographic)輸送氫氣的管道；另一類用于大規模、長距離輸送氫氣(摻入氫氣)、管道設計壓力為 2.0~20.0MPa、直徑為 300~1000mm 的長輸氣管道。從材質上來看，氫氣輸送管道一般分為鋼制加壓管道輸送氫氣，以及復合加壓管道輸送氫氣。

配氫管道一般用于小范圍、近距離輸送氫氣，以管道壓力小、管徑小為特點，輸送對象為小規模用戶(如連接民用氫能源園區管道， 供氫氣站與用戶之間)。從材質上來看，輸送氫氣的輸送管道一般分為輸送氫氣的鋼質壓力輸送管和輸送氫氣的非金屬質壓力輸送管。

氫氣長輸管道的許多規范和標準與天然氣長輸管道相似，但規范和標準還存在一些差異，因為兩種氣體的物理性質差異很大， 所以不能直接采用設計、施工等天然氣長輸管道的標準規范。美國和歐洲擁有 80 多年的氣氫長距離管道輸送歷史，是世界上氫氣管網發展最早的地區。氫氣輸送管道隨著氫能源產業的規模化發展而日益壯大。

二、國內氫氣管道標準

國內關于氫氣管道的標準有 GB/T34542《氫氣儲存與輸送系統》、GB50177《氫氣站設計規范》和 GB4962《氫氣使用安全技術規程》。

《氫氣儲存與輸送系統(GB/T34542)》是近幾年系統氫氣儲存與輸送系列標準中較為全面的布局。該標準分為 8 個子標準，分別是通用要求、金屬材料與氫環境及相容性試驗方法、金屬材料氫脆敏感性試驗方法、氫氣存儲系統技術要求、氫氣輸送系統技術要求、氫氣壓縮系統技術要求、氫氣充裝系統技術要求、防火防爆技術要求。

GB50177 適用于廠區和車間新建、改建和擴建的氫氣站、供氫站和氫氣管線設計。

《GB4962》規定了氣態氫在氣態氫生產后的使用、置換、儲存、壓縮和充( 灌)裝、排放過程以及消防和應急處置、安全防護等氫氣生產中的相應環節， 如液態氫、水上氣態氫、航空用氫場所和汽車上的氫氣供應系統等不適用于氣態氫的安全技術要求。

埋地氫氣長輸管道不適用以上兩個標準。

三、國外氫氣管道標準

國外適用于氫氣長輸管道的標準有美國機械工程師協會編寫的 ASME31.12—2019《氫氣管道系統與管道》， 歐洲壓縮氣體協會的 CGAG—5.6—2005(R2013)《氫氣管道系統》，亞洲工業氣體協會的 AIGA033/14《氫氣管道系統》。

不適用于按 ASME 鍋爐和壓力容器標準設計制造、溫度高于 450 或低于-80、壓力超過 3000psi 的管道系統( 1psi = 6894.76pa)、水氣含量大于 20mg/l、氫氣體積分小于 10%的管道系統。ASME31.12 適用于從制造廠向使用地輸送氫氣的長輸管線、分輸管線和服務管線。

AIGA033/14 和 CGAG-5.6 的內容基本相同，雖然 CGAG-5.6 部分章節的內容更加詳細，因為它在 2013 年進行了修訂。兩者適用于僅限氣態產品、溫度范圍在-40~175 ℃之間、總壓力在 1~21MPa 或 不銹鋼材質 H2 壓力高于 0.2MPa 的純氫、氫混合物的輸送、配送系統。這兩個標準是在歐洲工業氣體協會(EIGA)的領導下，由國際標準化組織成員協會(ICI)編寫的， 目的是供國際協調委員會的各成員在全球范圍內使用和借鑒。

四、復合材料的應用情況

如對低合金鋼的氫脆敏感性有增強作用的合金元素，如 C、Mn、S、P、Cr 等。同時，氫氣壓力越大，材料強度越高，產生的氫脆和氫氣開裂現象就越明顯，因此在實際工程中優先選用氫氣管材的是低鋼級鋼管。ASME31.12 推薦使用 X42 和 X52 鋼管，同時規定必須考慮氫脆、低溫性能變換和超低溫性能變換等問題。

針對氫脆敏感性試驗，國內外已經有了較為系統的成套測試方法，在該領域標準化的進展，我國已逐步追趕國際的水平（下表）。

此外，每公里氫氣長輸管道的成本約為 63 萬美元，每公里天然氣管道的成本僅為 25 萬美元左右， 約為天然氣管道成本的 2.5 倍。美國橡樹嶺國家實驗室和薩凡納河國家實驗室針對高壓氫氣條件下纖維復合材料的爆破壓力、氫氣環境下材料的相容性、裂紋容差、泄漏率和耐疲勞性等進行了材料性能評估，并由美國能源部燃料電池技術工作組對降低氫氣管道材料成本的纖維復合材料進行了標準化的工作，對其進行了詳細的分析和分析，研究2016 年，ASME31.12 在標準中加入纖維復合材料，規定其最大服役壓力不得超過 17MPa。

2023 年 11 月 23 日，由中國聯塑集團研制的 RTP 柔性氫氣輸送復合管國產化進程取得重大突破，填補了國內相關領域空白的 RTP 柔性氫氣輸送復合管首次純氫爆燃試驗順利完成。該 RTP 柔性復合輸氫管是一種高阻隔性能、高強度的塑料復合管，主要由內管層、鋁帶阻隔層、中間塑料層、玻璃纖維增強層和外管層復合而成。

在國家層面缺乏系統性頂層設計的情況下，氫能基礎設施的規劃建設還處于起步階段，我國氫氣輸送系統建設相對滯后。隨著《氫能源產業發展中長期規劃(2021~2035 年)》的出臺，與之配套的國家法律、規劃和政策將是氫能源產業發展的頭等大事。目前絕大多數企業采用ASME B31.12-2019作 為金屬材料的氫氣管道設計規范，而非金屬材料的氫 氣管道目前尚無國際公認的設計規范，需加快布局此類標準，助力規劃的實施和發展。