“兩桶油”破解氫能規(guī)模運輸難題

　　近日，兩桶油幾乎同時宣布了長距離管道輸氫方面的突破性好消息：一個是技術(shù)性上獲突破，一個是進入全國油氣管網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)。鑒于管道輸氫具有安全、便捷、輸量大的特點，隨著氫能產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，氫氣管道將迎來廣闊的發(fā)展前景。

　　4月16日，中國石油對外發(fā)布消息，用現(xiàn)有天然氣管道長距離輸送氫氣的技術(shù)獲得了突破。這為中國今后實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠(yuǎn)距離氫能運輸提供了技術(shù)支撐。

　　此外，4月10日，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》。“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，管道全長400多公里，是中國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。

　　目前氫氣運輸主要以高壓氣態(tài)運輸為主，百公里單位成本在10元/kg，這種方式成本較高、效率較低，也是造成終端用氫成本高的主要原因之一，制約了產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

　　近日，兩桶油均幾乎同時宣布了長距離管道輸氫方面的突破性好消息：一個是技術(shù)性上獲突破，一個是進入全國油氣管網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)。鑒于管道輸氫具有安全、便捷、輸量大的特點， 隨著氫能產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展，氫氣管道將迎來廣闊的發(fā)展前景。

　　天然氣管網(wǎng)摻氫國內(nèi)外經(jīng)驗

　　天然氣摻氫技術(shù)既能實現(xiàn)氫能的大規(guī)模儲存，又能高效低成本輸送氫氣，是降低天然氣利用過程碳排放強度、保障燃?xì)夤?yīng)安全的有效途徑。在“雙碳”目標(biāo)下，天然氣作為低碳化石能源，其需求仍在逐步增加。“天然氣管道建設(shè)將會大力發(fā)展，為氫能的儲運提供發(fā)展空間的可能性”成為業(yè)內(nèi)人士共識。

　　學(xué)者黃明表示，運用天然氣管道混輸氫氣會產(chǎn)生氫脆反應(yīng)，而氫脆現(xiàn)象對于聚乙烯管較為友好。但是聚乙烯管卻存在著氫氣滲透的現(xiàn)象，并且其滲透率是天然氣的5倍，然而該滲透損失量相對于年輸送量微乎其微。

　　在德國的 Falkenhagen，一個具有 2MW 電轉(zhuǎn)氫能力的示范電廠于 2013 年完全服役，制取的氫氣被直接送入天然氣管線。法國環(huán)境與能源控制署(ADEME)贊助的“GRHYD”項目則將可再生能源制得的氫氣摻入天然氣中供加氫站和居民使用，摻氫體積分?jǐn)?shù)最高將達(dá)到 20%。

　　國內(nèi)天然氣管網(wǎng)摻氫的范例極少。2019年9月30日，國家電投年度重點項目——朝陽可再生能源摻氫示范項目第一階段工程圓滿完工。該項目是國內(nèi)首個電解制氫摻入天然氣項目，填補了國內(nèi)天然氣管道摻氫規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)空白。

　　2019年8月23日，朝陽可再生能源摻氫示范項目第一階段工程破土動工，利用燕山湖發(fā)電公司現(xiàn)有10Nm3/h堿液電解制氫站新建氫氣充裝系統(tǒng)，氫氣經(jīng)壓縮瓶儲后通過集裝箱式貨車運至摻氫地點;廠外在朝陽朝花藥業(yè)公司建設(shè)天然氣摻氫設(shè)施，實現(xiàn)天然氣摻氫示范。

　　該項目是國內(nèi)首個電解制氫摻入天然氣項目，通過驗證電力制氫和氫氣流量隨動定比摻混、天然氣管道材料與氫氣相容性分析、摻氫天然氣多元化應(yīng)用等技術(shù)的成熟性、可靠性和穩(wěn)定性，達(dá)到全面驗證示范氫氣“制取-儲運-摻混-綜合利用”產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)的目的，打破國外技術(shù)壟斷，填補國內(nèi)天然氣管道摻氫規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的空白，促進相關(guān)產(chǎn)業(yè)體系升級。

　　中國石油表示，目前，這條天然氣管道中的氫氣比例已逐步達(dá)到 24%，也就是說每輸送 100 立方米摻氫天然氣，其中就包括了 24 立方米的氫氣。經(jīng)過了 100 天的測試運行，這條 397 公里長的天然氣管線整體運行安全穩(wěn)定。

　　氫氣管道將迎來廣闊的發(fā)展前景

　　氫氣是一種非常清潔的能源，無色無味無毒，電化學(xué)反應(yīng)后只產(chǎn)生水，完全零排放，并且可以循環(huán)使用。

　　目前，全球范圍內(nèi)氫氣輸送管道總里程已超5000公里，其中，美國建有輸氫管道超2500公里，中國的輸氫管道建設(shè)則仍處于起步階段。中國石化已經(jīng)建有金陵—揚子氫氣管道、巴陵—長嶺氫氣輸送管線、濟源—洛陽氫氣管道，最長投運時間約16年。

　　《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究報告》指出，目前天然氣摻氫技術(shù)可充分利用已有成熟天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，有利于實現(xiàn)氫能長距離、低成本運輸和大規(guī)模儲存，緩解天然氣供應(yīng)壓力。同時，有利于降低終端碳排放強度，實現(xiàn)氫進萬家。綠氫價格下降是未來摻氫天然氣規(guī)模化發(fā)展的必然要求。樂觀情形下，2026年左右開始進入商業(yè)化導(dǎo)入階段，2042年進入商業(yè)化應(yīng)用階段。

　　近年來，中國加快了氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，2022 年 3 月 23 日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》，提出要建立 "1+N" 政策體系，明確氫能戰(zhàn)略定位，部署產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點任務(wù)。

　　截至2022 年底，各地方政府出臺了超過300項支持政策，涵蓋了交通、工業(yè)等多個應(yīng)用領(lǐng)域。中央企業(yè)也積極參與了氫產(chǎn)業(yè)鏈的布局發(fā)展，涉及了煤炭、電力、石油天然氣、核能等各個重要的能源領(lǐng)域。2022年底，國內(nèi)建成投運的加氫站數(shù)量達(dá)到 274 座，在全球排名第一，占全球的 33.7%。

　　此外，《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》是國家能源局今年3月印發(fā)的，旨在細(xì)化落實中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃和五年期油氣發(fā)展規(guī)劃管道建設(shè)任務(wù)。

　　國家管網(wǎng)集團科學(xué)技術(shù)研究總院分公司氫能技術(shù)專家彭世垚指出，天然氣管網(wǎng)和儲氣庫是很大的“調(diào)峰廠”，可以作為氫調(diào)峰的示范。“充分利用國家管網(wǎng)‘一張網(wǎng)’優(yōu)勢是解決氫能規(guī)模化應(yīng)用的最佳方案。摻氫和純氫管道輸送將成為新的業(yè)務(wù)增長點，預(yù)計管道輸氫量占比達(dá)20%，約3000億標(biāo)方，可解決資源錯配問題和調(diào)峰需求。”

　　據(jù)悉，截至2022年底中國油氣管道的總里程達(dá)到18.5萬公里。以目前國內(nèi)天然氣消費量計算，當(dāng)摻氫比達(dá)到20%時，可運輸1000多萬噸氫氣，約合5600多億度綠電，氫氣成本也會大幅度下降。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國家在石油天然氣“全國一張網(wǎng)”的政策支持，以及中國石油在天然氣管道長距離輸送氫氣的技術(shù)突破，使國內(nèi)氫氣管道迎來廣闊的發(fā)展前景。

　　轉(zhuǎn)自：企業(yè)觀察網(wǎng)