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管输能否打破氢能储运瓶颈
发布时间: 2022-01-14

来源:中国能源报

近日,中国石油天然气管道工程有限公司中标河北定州至高碑店氢气长输管道可行性研究项目,管道全长约145公里,是国内目前规划建设的最长氢气管道,管径为508毫米,设计输氢量10万吨/年。

目前,氢气管道运输在我国尚处于初步发展阶段,2014年,中石化巴陵石化全长42公里的氢气输送管线顺利投用;2015年,中石化洛阳分公司投资、中石油管道局承建的济源市化工园区到洛阳市吉利区氢气管道输送项目建成,全长25公里。

业内专家告诉记者,这些输氢管道基本都用于用氢需求庞大的工业领域,专门为加氢站提供氢源供应的输氢管道仍然缺失。对氢能产业而言,目前的氢气需求是否能够撑起长距离输氢管道的建设成本?管道建设还面临哪些困难?

管输可有效解决氢源保供难题

氢能产业要实现大规模、商业化发展,除了相关技术的持续攻关进步,还要解决氢源保供问题。

数据显示,当前我国氢气产能约每年4100万吨,产量约3342万吨,是世界第一产氢国。这其中占比较大的是工业副产氢。“虽然现阶段氢能产业大规模应用工业副产氢,但未来,氢源的供应方向一定是绿氢,因此,绿氢制氢规模的提升也尤为重要。”一位新能源相关研究所的研究员告诉记者。

值得注意的是,不管是工业副产氢还是可再生能源制取的绿氢,都依托煤炭产业或风光资源,均主要集中在我国内陆偏北地区,氢气需求量大的地方则大多处于东部沿海地区。以佛山为例,佛山的氢能产业发展虽走在全国前列,但由于化工园区少,氢气供应严重匮乏。

“据预测,2050年,氢在我国终端能源体系占比至少要达到10%,加之我国氢能体系正不断完善健全与,现阶段,氢气无论是通过高压气态、固态还是液氢运输,都难以实现这一愿景,只有通过管道运输氢气,才能满足更大规模的氢气运输量,同时避免部分地区的氢荒问题。”北京环宇京辉京城气体科技有限公司氢能集团执行总裁闫东雷对记者表示。

未来可进行战略性布局

根据中国氢能联盟发布的《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》,美国已建成2500公里的输氢管道,欧洲已有1569公里的输氢管道,全球范围内输氢管道的数量约4500公里。与油气管道相比,氢气管道无论是管道距离还是输气规模都相差巨大。

上述研究员表示,储运是氢能产业的重要环节,但目前成本高企,降本并非易事。输氢管道是解决氢气储运长距离、高成本的有效方式。一旦有足够的需求量,每公斤氢气的成本将会很低。

但氢气管道的建设也面临“鸡与蛋”的问题。上述研究员指出,一方面,是否规划建设长距离输氢管道,需要巨大的氢气需求;另一方面,在氢气需求端,只有氢气的价格、储运成本更低,才会刺激需求量的大幅上涨。“这两者之间比较难协调,氢气需求有限,近几年可能不会大范围建设长距离输氢管道。”

安瑞科氢能事业部总经理李怀恩也表示,氢气管道是效率最高的输氢方式,输氢量在5万立方米/小时以上,需要建在有长期稳定且有达千吨/天巨大需求量的场合。他建议:“管道供氢的方式,目前主要集中于专门应用场景内,未来可结合大规模产能和高需求的地区,进行战略性布局。”

建议开展试点项目

氢气管道的前期资金投入巨大,且对安全性的要求极高。“去年,我们想建设一条架空式的露天输氢管道,但应急管理部门考虑到安全性的风险,最终没审批通过。”一位从事氢气制储运的业内人士告诉记者,输氢管道的建设需要考虑多重因素,成本、终端需求、管道周边的安全性等。“就算有足够的资金,氢气管道也不是想建就能建。”

“纯氢气管道,如果管道材质优质,并且做好防腐措施,是有一定发展潜力的,但为避免大规模管道氢气泄漏,需要进行局域性管理,每隔一定距离就需要安装一个应急阀门,一旦出现问题,可以即时阻断氢气泄漏。”闫东雷说。

利用现有管道设施,在天然气中掺入氢气进行输送被不少业内人士推崇。不过,天然气掺氢面临复杂的经济账,同时由于氢的自身属性,在管道中会引起氢脆、渗透等管材方面的风险。

对此,上述研究员建议开展一些短距离试点项目,做技术储备。“比如张家口风光资源丰富,且有一定氢燃料电池汽车的用氢需求,可以建一些短距离的管道尝试市内运输。”

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