我國天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，但仍需以政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、多方參與、利益共享為原則，加強天然氣摻氫示范項目的研究與布局，以推動天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。
3月22日，《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究報告》(以下簡稱《報告》)成果發(fā)布會在京舉行。
《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(jìn)萬家。“綠氫價格下降是未來摻氫天然氣規(guī)?；l(fā)展的必然要求。樂觀情形下，2026年左右開始進(jìn)入商業(yè)化導(dǎo)入階段，2042年進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。”
“從技術(shù)可行性上來說，現(xiàn)階段通過評估后摻氫比可達(dá)10%，部分改造后進(jìn)一步可提升至20%-30%，而更高的摻氫比需要實驗驗證和分析，缺乏系統(tǒng)的評估方法和數(shù)據(jù)。” 北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司道石研究院總工程師王洪建分析。
中國城市燃?xì)鈪f(xié)會理事長劉賀明表示，我國天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊，但仍需以政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、多方參與、利益共享為原則，加強天然氣摻氫示范項目的研究與布局，以推動天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。
解決消納和供需錯配
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”成為與會人士共識。
發(fā)展天然氣摻氫技術(shù)，還可以實現(xiàn)大規(guī)模氫儲能，有效解決大規(guī)模可再生能源消納問題。
《報告》指出，以我國目前天然氣消費量計算，天然氣摻氫比例為10%時，具備300多萬噸/年的氫氣消納能力，消納1700多億度綠電，從而進(jìn)一步提高可再生能源在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的滲透率。此外，天然氣管道摻氫還具備跨季節(jié)、跨地域的長時儲能的能力，預(yù)計到2030年，天然氣管道摻氫儲能規(guī)模達(dá)到抽水蓄能的1/5。
國家管網(wǎng)集團(tuán)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)?；瘧?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。”
國家電投集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院有限公司碳中和研究中心副總監(jiān)于文濤表示，天然氣管摻氫對綠電轉(zhuǎn)化也有重要作用，天然氣摻氫技術(shù)能夠?qū)⒖稍偕茉粗迫〉?ldquo;綠氫”通過天然氣管網(wǎng)輸送到用戶終端，天然氣管道運輸可大幅降低氫氣輸送成本，解決綠電轉(zhuǎn)化中輸氫成本的產(chǎn)業(yè)堵點。“當(dāng)前，我國天然氣管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架已形成，主干天然氣管道長11萬公里，輸氣能力較強。利用已有成熟的天然氣管道設(shè)施輸送摻氫天然氣，能夠加強‘電網(wǎng)-氣網(wǎng)’深度融合，實現(xiàn)大規(guī)模、長距離、低成本氫能運輸。”
行業(yè)尚在起步階段
《報告》也提出了未來的發(fā)展目標(biāo)。即“十四五”時期，預(yù)計新增天然氣管道摻氫示范項目15-25個，摻氫比例3%-20%，氫氣消納量15萬噸/年，總長度1000公里以上。其中新增長輸天然氣管道摻氫示范項目2-5個，摻氫比例3%，氫氣消納量10萬噸/年，總長度800公里以上。新增城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒涫痉俄椖?0-20個，摻氫比例3%-20%，氫氣消納量5萬噸/年，總長度200公里以上。終端用戶實現(xiàn)民用摻氫天然氣區(qū)域性示范應(yīng)用，總用戶數(shù)超過1萬戶。此外開展1-2處工業(yè)鍋爐、大型采暖鍋爐、燃?xì)廨啓C等大型設(shè)備示范應(yīng)用。
與會專家均表示，天然氣摻氫技術(shù)具備規(guī)?；茝V應(yīng)用的技術(shù)和經(jīng)濟可行性，我國天然氣管網(wǎng)具備規(guī)?；瘹淠苓\輸?shù)哪芰?但要完成上述目標(biāo)，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
劉賀明認(rèn)為，天然氣摻氫技術(shù)的發(fā)展面臨三方面的挑戰(zhàn)：一是頂層設(shè)計方面還需要相關(guān)專項規(guī)劃及標(biāo)準(zhǔn)體系研究;二是在管網(wǎng)方面存在摻混均勻性、材料相容性等風(fēng)險;三是在終端利用方面存在燃料互換性、安全性等影響。“在天然氣管道摻氫輸送和終端利用上，我國應(yīng)有自己的發(fā)展路線圖。
王洪建指出，我國天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)起步晚但發(fā)展快，雖然已布局多項示范性項目，但多數(shù)處于前期研究階段，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與成果較少且缺乏系統(tǒng)性梳理。
“當(dāng)前天然氣摻氫標(biāo)準(zhǔn)化工作也處在起步階段，少量團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正在推進(jìn)中，國家標(biāo)準(zhǔn)的缺失也一定程度上制約了天然氣管道摻氫技術(shù)的推廣應(yīng)用。” 王洪建特別強調(diào)。
彭世垚也認(rèn)為，國內(nèi)現(xiàn)有天然氣摻氫項目，多處于研究和示范驗證階段。“國內(nèi)示范項目以燃?xì)饨K端應(yīng)用為主，長輸或中高壓管道摻氫比的安全范圍仍不明晰，缺乏可借鑒的技術(shù)成果。”
“規(guī)?；脷洌L輸管道功能必不可少。儲運不是我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的掣肘，輸氫成本占到終端售價的40%-50%。未來，我們也將重點攻克長距離、高壓力摻氫純氫管道輸送、地下儲氣庫儲氫等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步降低成本。” 彭世垚說。
制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃圖
發(fā)展天然氣管道摻氫輸送及終端利用涉及政府、天然氣中下游企業(yè)、氫能中上游企業(yè)、科研院所與設(shè)計院、關(guān)鍵設(shè)備制造企業(yè)等多個主體，該如何解決現(xiàn)有問題和挑戰(zhàn)?
目前一些國家已開展摻氫天然氣技術(shù)的初步推廣，但現(xiàn)有的研究和實踐成果尚不能全面標(biāo)準(zhǔn)化，目前仍在積極推廣嘗試。 由于各國技術(shù)發(fā)展水平各異，因此需充分考慮中國對摻氫天然氣系統(tǒng)問題的研究水平，彌補現(xiàn)有天然氣摻氫理論研究與實踐操作中的不足，探究適宜于中國天然氣摻氫輸送的建議。
《報告》指出，可以通過制定氫氣管道輸送專項規(guī)劃，統(tǒng)籌推進(jìn)天然氣摻氫規(guī)?；瘧?yīng)用，制定適合國情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖。
王洪建認(rèn)為，中國摻氫天然氣管道輸送示范項目的研究正逐步展開，國家層面的戰(zhàn)略性統(tǒng)籌規(guī)劃較少，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，相應(yīng)的法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策等配套支撐也有待完善。“因此，為了實現(xiàn)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)規(guī)劃部署天然氣摻氫輸送系統(tǒng)建設(shè)，確定中國天然氣摻氫管道輸送的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，完善天然氣摻氫技術(shù)的政策保障體系。”
在發(fā)展的同時，需建立健全符合我國國情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管、技術(shù)與運營管理標(biāo)準(zhǔn)體系，以確保天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)健康安全有序發(fā)展。
《報告》建議，可加大對天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈的補貼政策及金融政策。堅持市場主導(dǎo)與政策驅(qū)動并行，逐步建立科學(xué)合理的補貼和退坡機制。
“未來還需要培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才，成立國際級工程技術(shù)研究中心，加強天然氣摻氫關(guān)機技術(shù)研究，實現(xiàn)氫進(jìn)萬家。”王洪建稱。
