3月22日,中国城市燃气协会在北京召开《天然气管道掺氢输送及终端利用可行性研究》成果发布会。该研究成果表明,天然气掺氢技术具备规模化推广应用的技术可行性和经济可行性。与会专家表示,利用天然气掺氢技术,通过现有天然气管网等基础设施进行输送,能够有效解决氢能的大规模储运问题,助力行业降低碳排放。
图源中国石油和化工
据了解,天然气掺氢技术可以应用在城燃、长输、点供等场景,是国际氢能发展的重要方向之一。
中国工程院院士、清华大学教授岳光溪表示,向天然气管道掺氢,并利用天然气管道输氢是解决我国大规模低成本绿氢处置问题的潜在途径。欧、美、日等发达国家在相关领域的研究开展较早,已经初步证明了天然气管道掺氢在技术上具有一定的可行性。历史上我国城市燃气行业对氢的储运和利用拥有丰富的经验和扎实的技术基础,参与支持氢能产业发展具有得天独厚的优势。
中国城市燃气协会理事长刘贺明认为,我国具备发展天然气管道掺氢输送技术的产业基础。目前我国城镇天然气管道为113.5万公里,用气人口为5.3亿人。在未来的15~20年我国天然气将得到进一步发展,天然气管网基础设施的建设,将为氢能运输和储存提供更大可能性与空间。
“国外示范项目经验结合国内的研究成果表明,将10%以下的氢气与天然气掺混,通过现有成熟的天然气管网输送是可行的。我国现阶段掺氢示范项目比例最大可达20%,最高设计压力6.4MPa,最大氢气消纳量10万吨/年,更高比例的掺氢比需要实验验证和分析,尚缺乏系统的评估方法和数据库。” 北京市煤气热力工程设计院有限公司道石研究院总工程师王洪建博士说。
在王洪建看来,天然气输氢是否安全,可以借鉴香港经验。“当前香港的城燃管网中氢气占比为50%,香港中华煤气公司在富氢燃气生产、运营方面已安全开展运行近50年,积累了丰富的经验。”王洪建说。
今年两会期间,全国政协常委、香港恒基兆业集团主席、香港中华煤气有限公司主席李家杰就提出加快推进天然气管道掺氢试点,可将香港已成熟使用的天然气输氢经验引入内地进行试点推广。
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“香港中华煤气的高压输气钢管自运行37年以来没有发生过一起氢脆事故,经过实测得出了钢管的断裂韧性不受燃气中的氢气影响,且氢气是最轻的气体、极易消散。” 在本次成果发布会上,香港中华煤气有限公司工程总监敖少兴介绍说道。
王洪建表示,目前国内在积极推动开展因地制宜的示范工程,验证管道掺氢系统设计和下游掺氢设备适用性,测试管道掺氢材料性能;探索未来管道掺氢商业模式,推动掺氢天然气在居民、商业三联供、冶金、发电等各个领域推广应用,推进绿色低碳发展。
据了解,进入“十四五”以来,我国已有数个天然气掺氢示范项目进入运行和规划阶段,如河北张家口天然气掺氢示范项目、辽宁朝阳天然气掺氢示范项目等。
刘贺明表示,我国天然气掺氢产业发展虽挑战重重,但发展前景广阔,亟需以政府引导、企业主导、多方参与、利益共享为原则,加强天然气掺氢示范项目的研究与布局,推动天然气掺氢产业规模化发展。
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在住建部科技计划项目的支持下,中国城燃气协会组织业内50多家单位,包括城燃企业、天然气中上游企业、科研院所与设计院和关键设备公司,开展“天然气管道掺氢输送及终端利用可行性研究”,共同研究掺氢天然气管输和利用的技术可行性、安全性、经济性及碳减排潜力。该研究前后历经一年多时间形成成果报告。明确了天然气掺氢技术对未来能源体系构建的重要意义,厘清了我国发展天然气掺氢的难点和重点,提出了我国天然气掺氢的发展路径。