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中國(guó)是制氫大國(guó)，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(lái)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(duì)氫能的需求巨大。我國(guó)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(wèn)題。只有突破儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的制約，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)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(zhǎng)輸管道可行性研究項(xiàng)目。管道總長(zhǎng)約145公里。這是中國(guó)計(jì)劃建設(shè)的最長(zhǎng)的氫氣管道，直徑508mm，設(shè)計(jì)輸氫能力10萬(wàn)噸/年。
目前，我國(guó)氫氣管道運(yùn)輸還處于發(fā)展的初級(jí)階段。2014年，中國(guó)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(guó)石化洛陽(yáng)市分公司投資、中國(guó)石油管道局承建的濟(jì)源化工園區(qū)至洛陽(yáng)吉利區(qū)氫氣管道輸送工程竣工，全長(zhǎng)25公里。
業(yè)內(nèi)專(zhuān)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(zhuān)門(mén)為加氫站提供氫源供應(yīng)的氫氣管道。對(duì)于氫氣行業(yè)來(lái)說(shuō)，目前的氫氣需求能否支撐長(zhǎng)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(wèn)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(wèn)題。
數(shù)據(jù)信息表明，中國(guó)制氫能力約4100萬(wàn)噸/年，生產(chǎn)量約3342萬(wàn)噸，是全球最大產(chǎn)氫國(guó)。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(lái)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(wú)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(lài)煤炭工業(yè)或風(fēng)能、太陽(yáng)能資源，這些資源主要集中在我國(guó)北方內(nèi)陸地區(qū)，而對(duì)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(guó)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(cè)，到2050年，中國(guó)的終端能源系統(tǒng)中，氫能將至少占到10%，此外，中國(guó)的氫能系統(tǒng)也在不斷完善和完善。在這個(gè)階段，無(wú)論氫是通過(guò)高壓氣態(tài)氫、固態(tài)氫還是液態(tài)氫來(lái)傳輸，都很難實(shí)現(xiàn)這一愿景。只有通過(guò)管道輸送氫氣，才能滿(mǎn)足更大規(guī)模的氫氣輸送需求，同時(shí)也要避免一些地區(qū)出現(xiàn)氫氣短缺的問(wèn)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(lái)戰(zhàn)略布局
按照中國(guó)氫能聯(lián)盟公布的《中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書(shū)》，美國(guó)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(chǔ)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(chǔ)運(yùn)距離長(zhǎng)、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(wèn)題。上述研究人員指出，一方面，是否規(guī)劃建設(shè)長(zhǎng)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(jià)格和儲(chǔ)運(yùn)成本較低時(shí)，需求才會(huì)大幅增加，“兩者難以協(xié)調(diào)，氫氣需求有限。近年來(lái)，長(zhǎng)距離輸氫管道可能不會(huì)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(guò)每小時(shí)5萬(wàn)立方米。需要在長(zhǎng)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(chǎng)景。未來(lái)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(kāi)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(mén)沒(méi)有批準(zhǔn)。”一位從事制氫儲(chǔ)運(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?，但為了避免管道大面積氫氣泄漏，需要進(jìn)行就地管理，每隔一定距離就需要安裝一個(gè)應(yīng)急閥，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，閆東雷說(shuō)：“可以馬上堵住氫氣泄漏。”。
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(kāi)展運(yùn)輸，備受專(zhuān)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(wèn)題。同時(shí)，由于其自身的特性，會(huì)在管道中造成氫脆、滲透等管道風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)此，上述研究人員建議，應(yīng)開(kāi)展一些短途試點(diǎn)，做好技術(shù)儲(chǔ)備“如張家口風(fēng)景資源豐富，氫燃料電池汽車(chē)對(duì)氫氣有一定需求。我們可以建一些短距離的管道來(lái)嘗試城市交通?！?/span>
