家庭中的氢气是“危险的白日梦”——泄漏的美国天然气管网将无法安全地处理 H2：报告

这份题为《我们家中的氢气：危险的白日梦》的十页研究指出，美国“摇摇欲坠”的天然气管网已经泄漏了大量甲烷，如果化石气体部分或全部被氢气取代，泄漏量会增加，因为氢气的分子较小。

“氢是最小的元素，很有可能从专为天然气设计的管道中泄漏，”它说。“根据材料的类型和管道的结构，氢气的泄漏速度大约是甲烷的三到五倍。”

“氢气的小尺寸使其能够通过螺纹配件、垫圈和阀杆泄漏，”该报告解释说，并指出由于 H2 的体积能量密度较低，因此必须增加管道中气体的压力才能运输氢气。

“当增加的 [氢气] 供应会增加当地分配管线的运行压力时，即使是设计最好的管道也容易发生泄漏。”最重要的是，氢气会导致脆化，损坏管道，从而增加开裂和破裂的风险。“尽管存在这些危险，但美国对氢气运输的监管远低于其他国家，”该研究说。

它指出，美国现有的天然气分配总管中只有 30% 是本世纪安装的，而近 10% 是在 1940 年之前建造的，或者安装日期不明。

“这些较旧的管道特别容易泄漏，估计每年导致美国天然气分配系统发生 659,000 次泄漏，”该报告解释说，并引用了 2020 年的一项同行评审科学研究。

虽然支持者经常争辩说，随着该国在未来几十年的脱碳，现有的天然气基础设施是一项应该继续使用的资产，但“对天然气基础设施的仔细调查表明，几乎没有值得节省的资产，”监管机构表示。

混合

食品与水观察组织认为，当公用事业公司在现有的化石燃料管道中推广使用氢气时，“真正推动的是一个危险的计划，即将相对少量的'清洁'氢气混合到天然气燃料库存中”——即混合。

“该计划将延长现有化石燃料基础设施的使用寿命，并让公用事业公司从他们正在进行的肮脏投资中获利，”它说。

“此外，在现有的化石燃料基础设施中使用氢气面临着严峻的技术、环境和经济挑战。

“这些用氢气代替天然气 [在电力部门] 的提议只能为不作为辩护，并分散人们对经济上可行且环保的储能解决方案的注意力。”

该报告指出，由于体积能量密度较低，产生相同数量的能量所需的氢气大约是天然气的三倍。

“因此，在发电厂，混合 5% 的氢气只会减少 2% 的天然气使用量，”它说，并补充说氢气的使用也会增加“显着的成本”。“仅使用 30% 的氢气 [与天然气混合] 可能会使每 MWh 的成本

增加 6.9 至 11.6 美元，但只能减少 4.8% 至 11% 的二氧化碳排放量。相比之下，太阳能的成本约为每兆瓦时 36 美元，但能够减少天然气发电厂 100% 的排放，使其在减排方面的成本效益是氢气的 1.7 至 6.7 倍。

健康风险

该论文还指出，即使是天然气供应中的少量氢气“也可能对在家中使用天然气或居住在储气设施和管道附近的人构成巨大风险”。“在混合物中添加氢气会增加管道爆裂和燃气设备爆炸的风险。”

它解释说：“氢气高速移动，使燃烧器中发生回火（当火焰返回源头时）的可能性更大，因此需要不同的热水器、锅炉和炉灶来容纳氢气和甲烷的混合物。这与混合的支持者相矛盾，他们经常争辩说，现有设备可以安全地管理高达 20% 的氢气混合物。

“较低的空气需求使氢气更有可能倒流到管道中，产生高压爆炸，摧毁建筑物并抛出弹片，”它引用了 2021 年的一份美国国会报告补充道。

天然气公司认为，氢气与家庭中的天然气一样安全，尽管英国政府的一项研究表明，与天然气用户相比，使用氢气的家庭发生爆炸的可能性要高出四倍，尽管通过引入两个过流阀，这可以降低到可接受的水平，并且建议使用额外的不可关闭的通风口。

“氢气更容易发生爆炸，因为点燃氢气所需的能源比天然气少得多，”美国监管机构的报告援引同行的科学研究补充说。“氢气的易燃性是天然气的 14 倍，可以被静电点燃。

“摩擦、热和电场都可以点燃氢气。”

结论

该报告认为，基于直接使用可再生能源的电加热解决方案“以低成本取得了良好的记录”。相比之下，“氢能的未来将是一团昂贵且可怕的混乱”。

“现在是为可再生和电动未来而战的时候了——我们有能力赢得这个未来。”

食品与水观察将自己描述为一个为安全食品、清洁水和宜居气候而战的监督者“，并”保护人们免受那些将利润置于一切之上的公司和其他破坏性经济利益的侵害”。