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白日梦?氢管道基础设施的再利用

日期:2022-10-21    来源:h2-view

国际氢能网

2022
10/21
15:51
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关键词: 氢管道基础设施 氢混合物 氢气管道

随着英国走向能源生产和使用发生巨大变化的未来,Fieldfisher pipelines的专家艾米莉·泰特利·琼斯考虑需要解决的实际和法律问题,以使氢发挥其作用。

今天,氢气,一种无色、无臭、无味的易燃气体,主要用作化学工业的原料。

随着2021年8月英国氢战略的公布和第二年11月COP26世界领导人会议的成果,氢的应用看起来将会扩大。

鉴于各种碳密集型技术和更严格的碳减排承诺即将停止,政策制定者和管道运营商需要紧急考虑从传输角度将氢作为英国清洁能源组合一部分的要求。

实际方面

20% = 6.66%

国家电网与六个项目合作伙伴在坎布里亚郡建立了离线氢“未来电网”研究设施,以研究生产、运输和向客户供应燃料成分在2%至100%之间的氢的可行性。

有迹象表明,从英国国家传输系统(NTS)基础设施和最终用户的角度来看,高达20%的氢混合物似乎与现有系统兼容。

但是,由于氢气的体积是天然气的三倍,20%的氢气混合物只能使传统燃料的使用量/容量减少6.66%。

这意味着,从长远来看,如果没有其他重要的非管道运输能源,依靠英国现有的NTS量不太可能使氢燃料供应增加到预期的水平,以达到减排目标。

如果长期目标是将英国的管道天然气混合比例提高到100%氢气,那么在没有重大新基础设施的情况下,如何实现这一目标尚不清楚。

向旧网络传授新技巧

重新利用英国老化的天然气供应网络(包括NTS)来容纳氢气将意味着解决现有网络的许多问题。

构成英国NTS基础的大部分地下天然气管道基础设施由钢制成,安装于1940年至1970年间。

虽然防腐蚀阴极保护和新的监测技术使该网络保持了比最初预期好得多的状况,但高氢浓度会使管道变得更脆、更容易开裂,从而加速劣化。

从传输和责任的角度来看,氢气的低密度、增加的泄漏风险和高易燃性也使得运输和储存更加令人头痛。

在一个通常依赖自保的行业中,管道运营商需要考虑自保对于包括氢气在内的燃料构成是否可接受,如果不可接受,市场将准备提供何种类型的保险以及条件如何。

如果不可能以合理的条件获得保险,英国政府可以建立一个计划(类似于针对恐怖主义的统筹再保险),以确保保险范围可用于支持国家政策目标。

假设相关土地权允许传输氢气,现有管道可以使用“PIG”技术(一种可以沿管道移动的设备)从内部“重新排列”。

这将具有显著的优势,即不太可能需要更多的土地权来允许管道输送氢气。然而,这将是一个巨大的挑战,因为传统的PIGs无法访问标准管道网络的所有部分。一些运营商正在寻找纳米和群体技术来弥补这一差距。

其他(取决于土地权)选项包括通过在现有基础设施中插入护套或直径稍小的管道来逐段升级管道(可能仅适用于小范围)。

土地权:对现有管道的考虑

在考虑对现有管道系统进行任何改变或升级以容纳氢气之前,运营商必须检查其现有的土地权利(通常包含在租约、地役权或通行权中),以确定是否允许传输氢气。

涵盖土地权利的契约通常包含关于使用潜在危险或爆炸性材料的一般赔偿/契约,需要对其进行检查,因为持续违反可能导致该权利的丧失或终止。

通常,燃料管线由不同的运营商铺设在同一条沟渠中,并签订了涵盖地役权和改道共享等内容的总体合作协议。,这可能不适合氢气管线。

任何进入或侵入性工程计划也需要对照许可权利以及许可工作宽度和通知要求进行检查。

通常情况下,管道对其各“段”拥有类似条款的土地权利,但特殊类别的土地所有者除外,如铁路用地、国家信托用地、公园和道路。

在项目实施之前,土地权利中的任何缺口都应被“堵塞”,以最大限度地降低第三方以非法侵入为由提出质疑的风险。

燃料管道通常有6米宽的(消毒)地役权,土地所有者不得在此范围内进行任何侵入性工程。这可能不适合氢气管道,由于运输氢气的风险增加,氢气管道需要更宽的设施。

生产和运输氢气将需要比英国现有的更多(直径可能更大)的管道。氢气的分类(绿色、灰色或蓝色,指其生产方法和排放术语中的“清洁度”)将部分决定所需的基础设施类型。

在理想的世界中,英国将通过电解直接跳到“绿色氢”,只需要水和可再生电力来生产氢和氧(可能只需要一条管道)。

然而,大多数氢产品是“灰色氢”,由蒸汽-甲烷(来自天然气)重整制得,产生氢和一氧化碳2(这意味着额外的管道)。

如果灰氢与碳捕获技术相结合,其中的二氧化碳2被捕获并储存起来产生“蓝色氢”,即一氧化碳2将需要以气态形式或在高压下作为稠密或超临界相流体被运走(这将需要进一步的基础设施)。

土地权:新管道的考虑因素

撇开如何为一个庞大的新管道基础设施网络的建设提供资金,以及在哪里找到同时期项目的管道工程师和承包商的问题不谈,有理由问一句,为什么运营商不能简单地建设新管道。

简单来说,答案是“土地和规划法律要求”。

大规模(超过16km)线性项目几乎总是需要强制性权力,以确保在要求的时间框架内将必要的土地/权利授予项目。

实现这一目标有各种机制,包括开发许可令。对于属于五大类(能源、交通、水、废物、水和废物)之一的大型项目,可授予国家重要基础设施项目dco。

此类项目必须符合公共利益标准,申请必须提交给规划监察局,由商业、能源和工业战略大臣决定。

要申请管道项目,DCO必须与2008年《规划法》第235(1)节和1962年《管线法》第66节所指的跨国管道相关,并且是长度超过16.093千米的管道

这种方法要求收购当局表明,在授予强制权利之前,它已经尽了一切合理的努力获得每个受影响的线性土地所有者的私人同意。

根据项目的规模,申请人应考虑至少两年(但最好是更长)的准备时间,以便在此之前咨询土地代理人和法律从业者,以确保过程顺利。

根据1962年《管线法》,长度超过16公里的新陆上管道也需要商业、能源和工业战略大臣的管道建设授权(PCA)。

对于16km以下的较小管道项目,可通过1990年《城乡规划法》获得批准。

其他相关立法

目前,氢气属于1986年气体法案的范围,但是可能需要专门针对氢气的立法(目前不允许向NTS中添加超过0.1%的氢气,因此需要修改立法以允许这种情况发生)。

《2015年重大事故危害控制条例》与氢气储存相关,旨在降低与处理危险或有害物质相关的重大事故风险。

适用性取决于运营商的等级状态。要求下级操作员记录重大事故预防政策。重大事故隐患顶层控制(COMAH)要求操作人员编制一份完整的安全报告,证明已经采取了所有必要的措施来最大限度地降低对环境和当地人口的风险。

《2015年规划(有害物质)条例》也将与超过两吨氢气的储存相关。

《1996年管道安全条例》规定了与管道相关的安全设计、完整性、安装、操作、应急和关闭协议以及退役协议(对重大事故危险管道有特殊要求),任何拟建项目都需要详细咨询。

接下来呢?

鉴于英国人口密集,对其能源分配网络的任何重大升级都可能需要大量新的基础设施,这可以在现有的强制收购框架下解决,尽管也有可能改变现有立法的用途——例如,新的《1991年道路和街道工程法案》允许在公共道路下进行快速通道同意。

无论如何,鉴于通过强制手段获得新权利的机制通常需要至少一至两年的准备时间,预计政府还需要尽快将注意力转向快速批准调整现有资产用途的概念,以弥补这一差距。

运营商当然会注意到任何新能源项目都可能遭遇反对。在这种情况下,他们可能还会考虑对整个世界/未知的人发布强制令,以保护土地和商业运作免受侵犯和干扰。

此类禁令已成功应用于能源行业,以保护项目免受预期和先发制人的非法行为。


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