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、企業(yè)主導、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)基礎設施，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)?；l(fā)展的必然要求。樂觀情形下，2026年左右開始進入商業(yè)化導入階段，2042年進入商業(yè)化應用階段。”
“從技術(shù)可行性上來說，現(xiàn)階段通過評估后摻氫比可達10%，部分改造后進一步可提升至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。
中國城市燃氣協(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、企業(yè)主導、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)模化發(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，保障燃氣供應安全的有效途徑。在“雙碳”目標下，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)?？稍偕茉聪{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，預計到2030年，天然氣管道摻氫儲能規(guī)模達到抽水蓄能的1/5。
國家管網(wǎng)集團科學技術(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)模化應用的最佳方案。摻氫和純氫管道輸送將成為新的業(yè)務增長點，預計管道輸氫量占比達20%，約3000億標方，可解決資源錯配問題和調(diào)峰需求。”
國家電投集團科學技術(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。“當前，我國天然氣管道網(wǎng)絡系統(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。即“十四五”時期，預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)燃氣摻氫示范項目10-20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、燃氣輪機等大型設備示范應用。
與會專家均表示，天然氣摻氫技術(shù)具備規(guī)?；茝V應用的技術(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，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
劉賀明認為，天然氣摻氫技術(shù)的發(fā)展面臨三方面的挑戰(zhàn)：一是頂層設計方面還需要相關(guān)專項規(guī)劃及標準體系研究;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)指標與成果較少且缺乏系統(tǒng)性梳理。
“當前天然氣摻氫標準化工作也處在起步階段，少量團體標準正在推進中，國家標準的缺失也一定程度上制約了天然氣管道摻氫技術(shù)的推廣應用。” 王洪建特別強調(diào)。
彭世垚也認為，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)示范項目以燃氣終端應用為主，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)模化用氫，長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)、科研院所與設計院、關(guān)鍵設備制造企業(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準化，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)籌推進天然氣摻氫規(guī)?；瘧?，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)標準尚不完善，相應的法律法規(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，應規(guī)劃部署天然氣摻氫輸送系統(tǒng)建設，確定中國天然氣摻氫管道輸送的相關(guān)技術(shù)指標，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)與運營管理標準體系，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。堅持市場主導與政策驅(qū)動并行，逐步建立科學合理的補貼和退坡機制。
“未來還需要培養(yǎng)復合型創(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)氫進萬家。”王洪建稱。
