我國(guó)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(qiáng)天然氣摻氫示范項(xiàng)目的研究與布局，以推動(dòng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(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(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》)成果發(fā)布會(huì)在京舉行。

《報(bào)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(shí)現(xiàn)氫能長(zhǎng)距離、低成本運(yùn)輸和大規(guī)模儲(chǔ)存，緩解天然氣供應(yīng)壓力。同時(shí)，有利于降低終端碳排放強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)氫進(jìn)萬(wàn)家。“綠氫價(jià)格下降是未來(lái)?yè)綒涮烊粴庖?guī)模化發(fā)展的必然要求。樂(lè)觀情形下，2026年左右開(kāi)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(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段通過(guò)評(píng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，缺乏系統(tǒng)的評(píng)估方法和數(shù)據(jù)。” 北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司道石研究院總工程師王洪建分析。

中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)理事長(zhǎng)劉賀明表示，我國(guó)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(qiáng)天然氣摻氫示范項(xiàng)目的研究與布局，以推動(dòng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

解決消納和供需錯(cuò)配

天然氣摻氫技術(shù)既能實(shí)現(xiàn)氫能的大規(guī)模儲(chǔ)存，又能高效低成本輸送氫氣，是降低天然氣利用過(guò)程碳排放強(qiáng)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(huì)大力發(fā)展，為氫能的儲(chǔ)運(yùn)提供發(fā)展空間的可能性”成為與會(huì)人士共識(shí)。

發(fā)展天然氣摻氫技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氫儲(chǔ)能，有效解決大規(guī)模可再生能源消納問(wèn)題。

《報(bào)告》指出，以我國(guó)目前天然氣消費(fèi)量計(jì)算，天然氣摻氫比例為10%時(shí)，具備300多萬(wàn)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(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的能力，預(yù)計(jì)到2030年，天然氣管道摻氫儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到抽水蓄能的1/5。

國(guó)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(zhuān)家彭世垚指出，天然氣管網(wǎng)和儲(chǔ)氣庫(kù)是很大的“調(diào)峰廠(chǎng)”，可以作為氫調(diào)峰的示范。“充分利用國(guó)家管網(wǎng)‘一張網(wǎng)’優(yōu)勢(shì)是解決氫能規(guī)模化應(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(zhǎng)點(diǎn)，預(yù)計(jì)管道輸氫量占比達(dá)20%，約3000億標(biāo)方，可解決資源錯(cuò)配問(wèn)題和調(diào)峰需求。”

國(guó)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(duì)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(guò)天然氣管網(wǎng)輸送到用戶(hù)終端，天然氣管道運(yùn)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(diǎn)。“當(dāng)前，我國(guó)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(zhǎng)11萬(wàn)公里，輸氣能力較強(qiáng)。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(qiáng)‘電網(wǎng)-氣網(wǎng)’深度融合，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)距離、低成本氫能運(yùn)輸。”

行業(yè)尚在起步階段

《報(bào)告》也提出了未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)。即“十四五”時(shí)期，預(yù)計(jì)新增天然氣管道摻氫示范項(xiàng)目15-25個(gè)，摻氫比例3%-20%，氫氣消納量15萬(wàn)噸/年，總長(zhǎng)度1000公里以上。其中新增長(zhǎng)輸天然氣管道摻氫示范項(xiàng)目2-5個(gè)，摻氫比例3%，氫氣消納量10萬(wàn)噸/年，總長(zhǎng)度800公里以上。新增城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒涫痉俄?xiàng)目10-20個(gè)，摻氫比例3%-20%，氫氣消納量5萬(wàn)噸/年，總長(zhǎng)度200公里以上。終端用戶(hù)實(shí)現(xiàn)民用摻氫天然氣區(qū)域性示范應(yīng)用，總用戶(hù)數(shù)超過(guò)1萬(wàn)戶(hù)。此外開(kāi)展1-2處工業(yè)鍋爐、大型采暖鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等大型設(shè)備示范應(yīng)用。

與會(huì)專(zhuān)家均表示，天然氣摻氫技術(shù)具備規(guī)模化推廣應(yīng)用的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性，我國(guó)天然氣管網(wǎng)具備規(guī)模化氫能運(yùn)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(jì)方面還需要相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)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(xiǎn);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(guó)應(yīng)有自己的發(fā)展路線(xiàn)圖。

王洪建指出，我國(guó)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)起步晚但發(fā)展快，雖然已布局多項(xiàng)示范性項(xiàng)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(guó)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(qiáng)調(diào)。

彭世垚也認(rèn)為，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有天然氣摻氫項(xiàng)目，多處于研究和示范驗(yàn)證階段。“國(guó)內(nèi)示范項(xiàng)目以燃?xì)饨K端應(yīng)用為主，長(zhǎng)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(zhǎng)輸管道功能必不可少。儲(chǔ)運(yùn)不是我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的掣肘，輸氫成本占到終端售價(jià)的40%-50%。未來(lái)，我們也將重點(diǎn)攻克長(zhǎng)距離、高壓力摻氫純氫管道輸送、地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)氫等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步降低成本。” 彭世垚說(shuō)。

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(jì)院、關(guān)鍵設(shè)備制造企業(yè)等多個(gè)主體，該如何解決現(xiàn)有問(wèn)題和挑戰(zhàn)?

目前一些國(guó)家已開(kāi)展摻氫天然氣技術(shù)的初步推廣，但現(xiàn)有的研究和實(shí)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(guó)技術(shù)發(fā)展水平各異，因此需充分考慮中國(guó)對(duì)摻氫天然氣系統(tǒng)問(wèn)題的研究水平，彌補(bǔ)現(xiàn)有天然氣摻氫理論研究與實(shí)踐操作中的不足，探究適宜于中國(guó)天然氣摻氫輸送的建議。

《報(bào)告》指出，可以通過(guò)制定氫氣管道輸送專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃，統(tǒng)籌推進(jìn)天然氣摻氫規(guī)模化應(yīng)用，制定適合國(guó)情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線(xiàn)圖。

王洪建認(rèn)為，中國(guó)摻氫天然氣管道輸送示范項(xiàng)目的研究正逐步展開(kāi)，國(guó)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(shí)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(guó)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(shí)，需建立健全符合我國(guó)國(guó)情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管、技術(shù)與運(yùn)營(yíng)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(bào)告》建議，可加大對(duì)天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)貼政策及金融政策。堅(jiān)持市場(chǎng)主導(dǎo)與政策驅(qū)動(dòng)并行，逐步建立科學(xué)合理的補(bǔ)貼和退坡機(jī)制。

“未來(lái)還需要培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才，成立國(guó)際級(jí)工程技術(shù)研究中心，加強(qiáng)天然氣摻氫關(guān)機(jī)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)氫進(jìn)萬(wàn)家。”王洪建稱(chēng)。