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中國是制氫大國，充足的工業(yè)副產(chǎn)氫能夠充足確保氫燃料電池產(chǎn)業(yè)所需要的氫源。但氫的主要來源與煤炭工業(yè)息息相關(guān)，主要是聚集在北方內(nèi)陸地區(qū)，而東部沿海地區(qū)氫工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展超前，對氫能的需求巨大。我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在著嚴(yán)重的氫能供需不匹配問題。只有突破儲運(yùn)技術(shù)的制約，才能實(shí)現(xiàn)我國氫能的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。
近期，中石油天然氣管道工程有限公司中標(biāo)河北定州至高碑店氫氣長輸管道可行性研究項(xiàng)目。管道總長約145公里。這是中國計劃建設(shè)的最長的氫氣管道，直徑508mm，設(shè)計輸氫能力10萬噸/年。
目前，我國氫氣管道運(yùn)輸還處于發(fā)展的初級階段。2014年，中國石化巴陵石化公司42公里氫氣管道成功投產(chǎn)；15年，由中國石化洛陽市分公司投資、中國石油管道局承建的濟(jì)源化工園區(qū)至洛陽吉利區(qū)氫氣管道輸送工程竣工，全長25公里。
業(yè)內(nèi)專家透露，這些氫氣管道基本用于氫氣需求量巨大的工業(yè)領(lǐng)域，目前還缺乏專門為加氫站提供氫源供應(yīng)的氫氣管道。對于氫氣行業(yè)來說，目前的氫氣需求能否支撐長距離氫氣管道的建設(shè)成本？管道建設(shè)的難點(diǎn)是什么？
管道輸送能有效解決氫氣供應(yīng)保障問題
氫能產(chǎn)業(yè)要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、商業(yè)化發(fā)展，除了相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步外，還要解決氫源保障問題。
數(shù)據(jù)信息表明，中國制氫能力約4100萬噸/年，生產(chǎn)量約3342萬噸，是全球最大產(chǎn)氫國。其中，工業(yè)副產(chǎn)氫占很大比重“雖然現(xiàn)階段工業(yè)副產(chǎn)氫在制氫工業(yè)中應(yīng)用廣泛，但未來氫源的供應(yīng)方向必須是綠氫。因此，提高綠色制氫規(guī)模顯得尤為重要。”一位新能源相關(guān)研究院研究員告訴我們。
值得注意的是，無論是工業(yè)副產(chǎn)氫氣還是可再生能源產(chǎn)生的綠氫，都依賴煤炭工業(yè)或風(fēng)能、太陽能資源，這些資源主要集中在我國北方內(nèi)陸地區(qū)，而對氫氣需求量大的地方大多在東部沿海地區(qū)。以佛山為例，雖然佛山的氫氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展走在全國前列，但由于缺乏化工園區(qū)，氫氣供應(yīng)嚴(yán)重匱乏。
“據(jù)預(yù)測，到2050年，中國的終端能源系統(tǒng)中，氫能將至少占到10%，此外，中國的氫能系統(tǒng)也在不斷完善和完善。在這個階段，無論氫是通過高壓氣態(tài)氫、固態(tài)氫還是液態(tài)氫來傳輸，都很難實(shí)現(xiàn)這一愿景。只有通過管道輸送氫氣，才能滿足更大規(guī)模的氫氣輸送需求，同時也要避免一些地區(qū)出現(xiàn)氫氣短缺的問題。” 北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司氫能集團(tuán)執(zhí)行總裁閆東雷告知。
未來戰(zhàn)略布局
按照中國氫能聯(lián)盟公布的《中國氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》，美國已建成2500公里的氫氣管道，歐洲有1569公里的氫氣管道，全球氫氣管道數(shù)量約4500公里。與油氣管道相比，氫氣管道的距離和規(guī)模有很大的不同。
上述研究人員表示，儲運(yùn)是制氫工業(yè)的重要組成部分，但目前成本較高，因此降低成本并不容易。氫氣管道是解決氫氣儲運(yùn)距離長、成本高的有效途徑。如果有充足的需求量，1公斤氫氣的成本費(fèi)用將非常低。
但氫氣管道的建設(shè)也面臨著“雞和蛋”的問題。上述研究人員指出，一方面，是否規(guī)劃建設(shè)長距離輸氫管道需要巨大的氫氣需求；另一方面，在氫氣需求方面，只有當(dāng)氫氣價格和儲運(yùn)成本較低時，需求才會大幅增加，“兩者難以協(xié)調(diào)，氫氣需求有限。近年來，長距離輸氫管道可能不會大規(guī)模建設(shè)。”
安瑞科氫能事業(yè)部總經(jīng)理李懷恩也表示，氫氣管道是最高效的氫氣輸送方式，氫氣輸送能力超過每小時5萬立方米。需要在長期穩(wěn)定、日需求量1000噸的情況下建設(shè)。他建議：“目前管道供氫方式主要集中在特殊應(yīng)用場景。未來可以結(jié)合大產(chǎn)能和高需求地區(qū)進(jìn)行戰(zhàn)略布局。”
建議開展試點(diǎn)
氫氣管道初期投資巨大，安全要求很高，“去年，我們想建設(shè)一條架空露天輸氫管道，但由于存在安全隱患，應(yīng)急管理部門沒有批準(zhǔn)?！币晃粡氖轮茪鋬\(yùn)行業(yè)的人士告訴我們，建設(shè)輸氫管道需要考慮成本、終端需求、管道周邊安全等多重因素，“即使有足夠的資金，氫氣管道也不是想建就能建”
“純氫管道，如果管道材質(zhì)高，防腐措施好，有一定的發(fā)展?jié)摿Γ珵榱吮苊夤艿来竺娣e氫氣泄漏，需要進(jìn)行就地管理，每隔一定距離就需要安裝一個應(yīng)急閥，一旦出現(xiàn)問題，閆東雷說：“可以馬上堵住氫氣泄漏?！薄?/span>
充分利用目前的管道基礎(chǔ)設(shè)施，將氫氣摻入天然氣中開展運(yùn)輸，備受專業(yè)人士的充分肯定。然而，天然氣摻氫面臨著復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)問題。同時，由于其自身的特性，會在管道中造成氫脆、滲透等管道風(fēng)險。
對此，上述研究人員建議，應(yīng)開展一些短途試點(diǎn)，做好技術(shù)儲備“如張家口風(fēng)景資源豐富，氫燃料電池汽車對氫氣有一定需求。我們可以建一些短距離的管道來嘗試城市交通?！?/span>
