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中石油拟建设国内压力最大、距离最长的输氢管道!2022年我国管道输氢发展如何?-凯发登录首页

2022-12-24 来源:正北方网、内蒙古日报、全球氢能 浏览数:489

据了解,三方将合作共建乌海至呼和浩特输氢管道暨“内蒙古氢能走廊”项目,该项目拟建设我国压力最高、长度最长的氢气干线管道。项目以乌海蓝氢基地为起点,途经黄河几字弯大型清洁能源基地,建成后将是联通蒙东、蒙西的重要氢能储运基础设施、建设内蒙古氢能经济走廊的核心储运设施,能够有效支撑“氢——电”耦合发展,降低风电、光伏项目的投资强度,有效促进可再生能源开发。

 12月23日,内蒙古科学技术研究院与中国石油天然气管道工程有限公司、中太(苏州)氢能源科技有限公司签署战略合作协议。
 
据了解,三方将合作共建乌海至呼和浩特输氢管道暨“内蒙古氢能走廊”项目,该项目拟建设我国压力最高、长度最长的氢气干线管道。项目以乌海蓝氢基地为起点,途经黄河几字弯大型清洁能源基地,建成后将是联通蒙东、蒙西的重要氢能储运基础设施、建设内蒙古氢能经济走廊的核心储运设施,能够有效支撑“氢——电”耦合发展,降低风电、光伏项目的投资强度,有效促进可再生能源开发。
 
下一步,三方将开展全方位、多层次战略合作,推动相关项目尽快在内蒙古落地实施。三方将以签署战略合作协议为契机,进一步加强交流合作,充分发挥各自优势,整合各类资源,全面深化院企合作的广度、深度和高度,共同推动自治区氢能产业高质量发展,为自治区走好以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子贡献力量。
 
管道概念示意图,图源易车
 
 
2022我国输氢管道建设动态
 
随着氢能的发展与相关技术的成熟和完善,大规模集中制氢和氢长距离运输是未来趋势,管道运输这种经济的方式具有广阔的未来,是解决储运问题的重要突破方向。建立纯氢高压输运管网是建设氢能社会的终极目标。
 
受气体性质差异、掺氢比、管道材质和外部环境等影响,氢气进入管道后容易产生氢脆、渗透和泄漏等风险。研究表明,氢气压力、纯净度、环境温度、管道强度水平、变形速率、微观组织等因素均会影响管道的损伤程度。管道钢级越高越容易受氢气影响,低强度钢更适合加氢天然气的输送。当氢气浓度低于 50% 时,管道不易发生严重断裂;当管输压力低于 2mpa 时,管道不易在缺陷处发生氢致裂纹扩展。
 
由于以上问题的客观存在,氢气输送管道的建设需要一套更为严格的标准来进行规范。此前,我国管道输氢相关标准有了一定的突破:
 
2021年7月,由西南市政总院负责主编的《城镇民用氢气输配系统工程技术规程》编制工作正式启动。
 
2021年7月,中国标准化协会批复了《氢气输送工业管道技术规程》的编制工作,由北京市公用工程设计监理有限公司主编;
 
2021年8月,中国标准化协会发布了《关于公开征求中国标准化协会标准〈天然气掺氢混气站技术规程〉意见的通知》;
 
甘肃省首条中长距离输氢管道,图源中国石油报
 
今年3月,氢能顶层设计落地,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)》,文件提出要开展掺氢天然气管道、纯氢管道等试点示范。
 
政策支持,氢能迎来发展“风口”。今年以来,我国关于输氢管道建设动作不断,国内输氢管道建设加速。具体如下所示。
 
2022我国输氢管道建设动态,全球请能整理
 
 
我国管道输氢前景如何?
 
我国在管道输氢领域的探索由来已久。因为氢气具有低密度、易燃易爆等特点,氢能的安全高效输送和储存难度较大,也导致了氢气储运环节的成本较高。机构普遍预期,仅氢气储运环节就有潜力构成一个千亿规模市场,在未来终端氢气售价中的30%将用于储运成本。
 
当前,我国氢气管道主要分布在环渤海湾、长江三角洲等区域;我国纯氢管道建设处于起步阶段,规模较小,总里程约400公里,已建项目以化工园区内应用为主。同时,我国输氢管道主要以天然气掺氢管道项目为主,且正往纯氢管道项目发展。据全球氢能不完全统计,我国输氢管道如下所示。
 
我国输氢管道,全球氢能整理
 
资料显示,我国输氢管道建设起步较晚,但在氢气工业管道、专用管道方面积累了较为丰富的管道设计、施工、运行和维护经验。
 
当前,我国氢能产业处于起步阶段,全产业链关键核心技术自主可控是我国氢能产业高质量发展的关键。储运环节是制约当前我国氢能发展的瓶颈之一,安全高效的输氢技术是氢能大规模商业化发展的前提。在所有的氢能输运方案中,管道运输是最经济方式,利用现有天然气管线掺氢和新建纯氢管道输氢对于氢储运的发展具有重要意义。
 
在大规模输送下,管道输氢具备明显成本优势。
 
公开资料显示,使用20mpa长管拖车运输氢气,当运输距离为50km时,氢气的运输成本约4.9元/kg;随着运输距离的增加,长管拖车运输成本逐渐上升,当距离500km时,运输成本约22元/kg。相比之下,管道输送大规模、长距离氢气更具优势。根据相关人员测算,当输送距离为100km时,运氢成本为1.43元/kg,远低于高压长管拖车及低温液态输氢。
 
因此,同等运输距离下管道输氢成本远低于高压长管拖车及低温液态输氢。
 
不过,中国工程院院士郑津洋表示,氢能管道运输未来主要存在三个方面的难关:
 
一是关键技术,包括低成本、高强度的抗氢脆材料、高性能的氢能管道的设计制造技术;
 
二是相关装备国产化,像大流量的压缩机,氢气计量的设备阀门、仪表等;
 
三是国家标准,氢能管道的设计、建造、运行、维护等各个方面的标准。
 
此外,有业内人士分析,管道氢成本很大程度上还受到利用率的影响。根据国内“济源-洛阳”项目各项指标测算(该项目实际管道长度25公里,总投资额1.46亿元,年输送能力10.04万吨),在满负荷运行下,该项目输送距离为100公里时,综合考虑管材折旧及维护费用的运氢成本为1.43元/kg,但当运能利用率仅为20%时,管道运氢的成本已经接近长管拖车运氢的6.5元/kg。因此,当氢气下游需求足够支撑大规模的氢能输送,通过管道运输氢气才是一种降低成本的可靠方法。
 
根据ggii,有数据显示,到2030年,氢能产业将成为我国新的经济增长点和新能源战略的重要组成部分,高压氢气长输管道建设里程达到3000km。
 
全球氢能认为,氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位已经确立,随着国家氢能政策的逐步实施,氢能应用场景的不断增加,利用管道进行大规模、长距离氢气输送将成为氢气储运的首选,虽然前方挑战巨大,但行业市场依然前景广阔。

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中石油 氢储运
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