管道输氢“破局”正当时

如蓉氢燃料 2024-08-02 20:48:38

氢能大规模商业化发展需要安全高效储运氢气的方式,不同于长管拖车等运输形式,输氢管道因运输速度快、安全可靠、投资和占地较少、建设和维护成本较低并且能够进行智能化管理而被寄予厚望。

为此,我国制定了相关政策及标准推动输氢管道建设,以央企为主力加快输氢管道项目落地。不过,现阶段输氢管道还面临建材性能待提升、投资过大等多方面的掣肘,影响着输氢管道建设“破局”进程。

现状:政策、标准、项目齐头并进

为加快建设输氢管道项目,我国在加强政策指导、统一行业标准和输氢管道项目推进等方面持续发力,力求推动氢能产业高质量发展。

2022年3月,国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,其中明确提出“要统筹推进氢能基础设施建设”、“开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范”。

2023年4月,我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道“西氢东送”输氢管道示范工程,始于内蒙古乌兰察布,止于北京燕山石化,全长400多公里。该工程被纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》,标志着我国输氢管道建设进入新的发展阶段。

2024年3月,中机国际设计院编制的《氢气输送工业管道技术规程》和中国标准化协会城镇基础设施分会组织编制、中国石油天然气管道工程有限公司牵头编制的《氢气输送管道完整性管理规范》正式对外发布,为我国输氢管道建设在建材、设计、施工、验收与运维方面提供了可供参考的标准。

自2024年开年以来,中石化京蒙输氢管道(1145公里)、张家口康保-曹妃甸输氢管道(736.5公里)、深能鄂托克前旗输氢管道(125公里)、内蒙古固阳-白云鄂博掺氢输气管道(125公里)、达臻产业园氢能管道、新疆俊瑞输氢管道、中能建石家庄鹿泉输氢管道(49.5公里)、环鄂尔多斯氢能管网、陕西氢能30GW新能源制绿氢输氢管道、定州-高碑店氢气长输管道(164.7公里)10个项目陆续推进。

其中,中石化京蒙输氢管道、深能鄂托克前旗输氢管道、中能建石家庄鹿泉输氢管道和定州-高碑店氢气长输管道为纯氢管道;内蒙古固阳-白云鄂博掺氢输气管道和新疆俊瑞输氢管道为天然气掺氢管道。这10个输氢管道总长达到2222.7公里,建成后将为我国氢能产业的发展再添助力,为我国能源安全提供更多保障。

尽管输氢管道建设有实质性进展,但现实依然很骨感。当前,我国现有的纯氢管道总里程超过300公里,而实际投入使用的输氢管道不足100公里,与美国2700公里、欧洲1770公里相比,我国的输氢管道建设还处于初期阶段,氢能的大规模推广十分受限。

发展掣肘:建材、投资和标准

虽然我国已经在推进输氢管道建设,力图助力氢能产业规模化发展,但在当下仍然存在许多的困难亟待克服,包括输氢管道建材性能还需提升、输氢管道建设投资成本高昂、输氢管道建设标准有待完善等。

输氢管道建材性能还需提升

现在专用于输氢的管道主要是碳钢材质,很难避免运输过程中的“氢脆”损伤——材料性能劣化,这也是我国输氢管道长期以来未能大规模应用的原因之一。如果采用合金钢,不仅造价会提高,而且因缺乏柔性造成长距离运输的不便,除此之外,管道还需要增加防腐涂层,又增加了工时成本。

为了攻克这方面的困难,国际上一直关注着能够替代现有管线钢管的柔性复合管,它能够满足管材内外压、伸缩和弯曲等性能要求,同时还具备良好的柔韧性。若输氢管道采用柔性复合管,管道铺设和焊接的成本将大幅降低。但是,柔性复合管也存在诸多技术问题需要解决,我国对于它在输氢方面的应用仍处于试验阶段,需要弥补与国外的技术差距,加强国产化的可行性研究。

输氢管道建设投资成本高昂

从全球来看,管道输氢已有八十多年的发展历程,总长度达5000多公里,但与总里程约135万公里的天然气管道、约40万公里的原油管道和约27万公里的成品油管道对比,还相差甚远。这背后的根本原因在于输氢管道建设的投资成本高昂。据了解,纯氢管道投资建设每公里大约为500-600万元,大多只有国企央企能够承担。

即便有央企承担,完工难度也很大。自1月项目备案后,中石化在7月5日终于启动了中石化京蒙输氢管道工程河北省部分用地预审与选址工作招标工作,但距离管道建设完工、投入运营还有很长的路,投资回报的周期较长,这进一步加剧了建设的困难程度。

整体来看,目前输氢管道建设尚未形成完整的商业闭环,产业链上下游的协调配合还有待完善,仍然面临许多市场生存和发展的挑战,输氢管道建设全生命周期的最大化有效利用程度及相关配套的完善程度还有待商榷,这也是影响输氢管道建设进度的因素之一。

输氢管道建设标准有待完善

输氢管道的规划和建设主要参照国外规范和运输天然气及煤气的《输气管道工程设计规范》等,缺乏输氢管道的相关设计规范。今年公布的《氢气储输管道用钢管国家标准》、《氢气输送工业管道技术规程》和《氢气输送管道完整性管理规范》改变了这一现象,为管道输氢建设提供了可供参考的部分标准。

但针对实际运用过程中可能会遇到的难点、疑点,仍然需要与时俱进地更新。输氢管道建设需要国家加强统筹,在合适的地区先行试点,可采用“由低到高、由短到长、由点及面”的推进思路,将试点期间遇到的问题进行完善,修订已有的标准并全国推广应用。产业发展,标准先行,用实践经验反哺、完善标准,让拥有可靠标准指导的输氢管道建设为推动氢能产业发展发挥更大作用。

7月28日,银川高新技术产业开发区与重塑能源正式签约绿氢制储输用一体化项目,共同建设连接太阳山、灵武市、盐池县和宁东能源化工基地的长距离输氢管道等配套项目,希望将其打造成为国家级的绿氢供给消纳一体化示范区,或许能够为其它输氢管道建设提供更多有益经验、形成更加完备的建设标准。

结语:前路漫漫亦灿灿

如今,全球都在加速进行能源转型,氢能产业成为各国争先发展的新兴产业,也将成为我国未来发展中新的经济增长点。中国石油天然气管道工程有限公司副总经理李国辉曾预测,到2050年,我国氢能规模将达到7000万吨,一半以上需要管道输送。

尽管当前仍然存在诸多难点,但输氢管道在项目招中标、签约合作及项目批复等方面都不断涌现好消息,征程万里阔,“破局”正当时,输氢管道建设还需要产业链上下游参与方的共同努力,久久为功。

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评论列表
  • 2024-08-02 22:41

    与液体燃料相比或与液化气相比,管道输氢存在方向性难题,大规模推广从商业角度考虑,不太可行。

如蓉氢燃料

简介:感谢大家的关注