12月23日，內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)研究院與中國石油天然氣管道工程有限公司、中太（蘇州）氫能源科技有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。
據(jù)了解，三方將合作共建烏海至呼和浩特輸氫管道暨“內(nèi)蒙古氫能走廊”項(xiàng)目，該項(xiàng)目擬建設(shè)我國壓力最高、長度最長的氫氣干線管道。項(xiàng)目以烏海藍(lán)氫基地為起點(diǎn)，途經(jīng)黃河幾字彎大型清潔能源基地，建成后將是聯(lián)通蒙東、蒙西的重要?dú)淠軆?chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施、建設(shè)內(nèi)蒙古氫能經(jīng)濟(jì)走廊的核心儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，能夠有效支撐“氫——電”耦合發(fā)展，降低風(fēng)電、光伏項(xiàng)目的投資強(qiáng)度，有效促進(jìn)可再生能源開發(fā)。
下一步，三方將開展全方位、多層次戰(zhàn)略合作，推動(dòng)相關(guān)項(xiàng)目盡快在內(nèi)蒙古落地實(shí)施。三方將以簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議為契機(jī)，進(jìn)一步加強(qiáng)交流合作，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，整合各類資源，全面深化院企合作的廣度、深度和高度，共同推動(dòng)自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為自治區(qū)走好以生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展為導(dǎo)向的高質(zhì)量發(fā)展新路子貢獻(xiàn)力量。
管道概念示意圖，圖源易車
2022我國輸氫管道建設(shè)動(dòng)態(tài)
隨著氫能的發(fā)展與相關(guān)技術(shù)的成熟和完善，大規(guī)模集中制氫和氫長距離運(yùn)輸是未來趨勢，管道運(yùn)輸這種經(jīng)濟(jì)的方式具有廣闊的未來，是解決儲(chǔ)運(yùn)問題的重要突破方向。建立純氫高壓輸運(yùn)管網(wǎng)是建設(shè)氫能社會(huì)的終極目標(biāo)。
受氣體性質(zhì)差異、摻氫比、管道材質(zhì)和外部環(huán)境等影響，氫氣進(jìn)入管道后容易產(chǎn)生氫脆、滲透和泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，氫氣壓力、純凈度、環(huán)境溫度、管道強(qiáng)度水平、變形速率、微觀組織等因素均會(huì)影響管道的損傷程度。管道鋼級(jí)越高越容易受氫氣影響，低強(qiáng)度鋼更適合加氫天然氣的輸送。當(dāng)氫氣濃度低于 50% 時(shí)，管道不易發(fā)生嚴(yán)重?cái)嗔眩划?dāng)管輸壓力低于 2MPa 時(shí)，管道不易在缺陷處發(fā)生氫致裂紋擴(kuò)展。
由于以上問題的客觀存在，氫氣輸送管道的建設(shè)需要一套更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)范。此前，我國管道輸氫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有了一定的突破：
2021年7月，由西南市政總院負(fù)責(zé)主編的《城鎮(zhèn)民用氫氣輸配系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》編制工作正式啟動(dòng)。
2021年7月，中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)批復(fù)了《氫氣輸送工業(yè)管道技術(shù)規(guī)程》的編制工作，由北京市公用工程設(shè)計(jì)監(jiān)理有限公司主編；
2021年8月，中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)發(fā)布了《關(guān)于公開征求中國標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)〈天然氣摻氫混氣站技術(shù)規(guī)程〉意見的通知》；
甘肅省首條中長距離輸氫管道，圖源中國石油報(bào)
今年3月，氫能頂層設(shè)計(jì)落地，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，文件提出要開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點(diǎn)示范。
政策支持，氫能迎來發(fā)展“風(fēng)口”。今年以來，我國關(guān)于輸氫管道建設(shè)動(dòng)作不斷，國內(nèi)輸氫管道建設(shè)加速。具體如下所示。
2022我國輸氫管道建設(shè)動(dòng)態(tài)，全球請(qǐng)能整理
我國管道輸氫前景如何？
我國在管道輸氫領(lǐng)域的探索由來已久。因?yàn)闅錃饩哂械兔芏?、易燃易爆等特點(diǎn)，氫能的安全高效輸送和儲(chǔ)存難度較大，也導(dǎo)致了氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)的成本較高。機(jī)構(gòu)普遍預(yù)期，僅氫氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)就有潛力構(gòu)成一個(gè)千億規(guī)模市場，在未來終端氫氣售價(jià)中的30%將用于儲(chǔ)運(yùn)成本。
當(dāng)前，我國氫氣管道主要分布在環(huán)渤海灣、長江三角洲等區(qū)域；我國純氫管道建設(shè)處于起步階段，規(guī)模較小，總里程約400公里，已建項(xiàng)目以化工園區(qū)內(nèi)應(yīng)用為主。同時(shí)，我國輸氫管道主要以天然氣摻氫管道項(xiàng)目為主，且正往純氫管道項(xiàng)目發(fā)展。據(jù)全球氫能不完全統(tǒng)計(jì)，我國輸氫管道如下所示。
我國輸氫管道，全球氫能整理
資料顯示，我國輸氫管道建設(shè)起步較晚，但在氫氣工業(yè)管道、專用管道方面積累了較為豐富的管道設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。
當(dāng)前，我國氫能產(chǎn)業(yè)處于起步階段，全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控是我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)是制約當(dāng)前我國氫能發(fā)展的瓶頸之一，安全高效的輸氫技術(shù)是氫能大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提。在所有的氫能輸運(yùn)方案中，管道運(yùn)輸是最經(jīng)濟(jì)方式，利用現(xiàn)有天然氣管線摻氫和新建純氫管道輸氫對(duì)于氫儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展具有重要意義。
在大規(guī)模輸送下，管道輸氫具備明顯成本優(yōu)勢。
公開資料顯示，使用20MPa長管拖車運(yùn)輸氫氣，當(dāng)運(yùn)輸距離為50km時(shí)，氫氣的運(yùn)輸成本約4.9元/kg；隨著運(yùn)輸距離的增加，長管拖車運(yùn)輸成本逐漸上升，當(dāng)距離500km時(shí)，運(yùn)輸成本約22元/kg。相比之下，管道輸送大規(guī)模、長距離氫氣更具優(yōu)勢。根據(jù)相關(guān)人員測算，當(dāng)輸送距離為100km時(shí)，運(yùn)氫成本為1.43元/kg，遠(yuǎn)低于高壓長管拖車及低溫液態(tài)輸氫。
因此，同等運(yùn)輸距離下管道輸氫成本遠(yuǎn)低于高壓長管拖車及低溫液態(tài)輸氫。
不過，中國工程院院士鄭津洋表示，氫能管道運(yùn)輸未來主要存在三個(gè)方面的難關(guān)：
一是關(guān)鍵技術(shù)，包括低成本、高強(qiáng)度的抗氫脆材料、高性能的氫能管道的設(shè)計(jì)制造技術(shù)；
二是相關(guān)裝備國產(chǎn)化，像大流量的壓縮機(jī)，氫氣計(jì)量的設(shè)備閥門、儀表等；
三是國家標(biāo)準(zhǔn)，氫能管道的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、維護(hù)等各個(gè)方面的標(biāo)準(zhǔn)。
此外，有業(yè)內(nèi)人士分析，管道氫成本很大程度上還受到利用率的影響。根據(jù)國內(nèi)“濟(jì)源-洛陽”項(xiàng)目各項(xiàng)指標(biāo)測算（該項(xiàng)目實(shí)際管道長度25公里，總投資額1.46億元，年輸送能力10.04萬噸），在滿負(fù)荷運(yùn)行下，該項(xiàng)目輸送距離為100公里時(shí)，綜合考慮管材折舊及維護(hù)費(fèi)用的運(yùn)氫成本為1.43元/kg，但當(dāng)運(yùn)能利用率僅為20%時(shí)，管道運(yùn)氫的成本已經(jīng)接近長管拖車運(yùn)氫的6.5元/kg。因此，當(dāng)氫氣下游需求足夠支撐大規(guī)模的氫能輸送，通過管道運(yùn)輸氫氣才是一種降低成本的可靠方法。
根據(jù)GGII，有數(shù)據(jù)顯示，到2030年，氫能產(chǎn)業(yè)將成為我國新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)和新能源戰(zhàn)略的重要組成部分，高壓氫氣長輸管道建設(shè)里程達(dá)到3000km。
全球氫能認(rèn)為，氫能在我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位已經(jīng)確立，隨著國家氫能政策的逐步實(shí)施，氫能應(yīng)用場景的不斷增加，利用管道進(jìn)行大規(guī)模、長距離氫氣輸送將成為氫氣儲(chǔ)運(yùn)的首選，雖然前方挑戰(zhàn)巨大，但行業(yè)市場依然前景廣闊。
