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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，主要是聚集在北方內陸地區(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)展中存在著嚴重的氫能供需不匹配問題。只有突破儲運技術的制約，才能實現(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河北定州至高碑店氫氣長輸管道可行性研究項目。管道總長約145公里。這是中國計劃建設的最長的氫氣管道，直徑508mm，設計輸氫能力10萬噸/年。
目前，我國氫氣管道運輸還處于發(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)領域，目前還缺乏專門為加氫站提供氫源供應的氫氣管道。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成本？管道建設的難點是什么？
管道輸送能有效解決氫氣供應保障問題
氫能產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展，除了相關技術的不斷進步外，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)中應用廣泛，但未來氫源的供應方向必須是綠氫。因此，提高綠色制氫規(guī)模顯得尤為重要?！币晃恍履茉聪嚓P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)或風能、太陽能資源，這些資源主要集中在我國北方內陸地區(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)，氫氣供應嚴重匱乏。
“據(jù)預測，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公斤氫氣的成本費用將非常低。
但氫氣管道的建設也面臨著“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，只有當氫氣價格和儲運成本較低時，需求才會大幅增加，“兩者難以協(xié)調，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?！?/span>
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。他建議：“目前管道供氫方式主要集中在特殊應用場景。未來可以結合大產(chǎn)能和高需求地區(qū)進行戰(zhàn)略布局?！?/span>
建議開展試點
氫氣管道初期投資巨大，安全要求很高，“去年，我們想建設一條架空露天輸氫管道，但由于存在安全隱患，應急管理部門沒有批準?！币晃粡氖轮茪鋬\行業(yè)的人士告訴我們，建設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，需要進行就地管理，每隔一定距離就需要安裝一個應急閥，一旦出現(xiàn)問題，閆東雷說：“可以馬上堵住氫氣泄漏?！?。
充分利用目前的管道基礎設施，將氫氣摻入天然氣中開展運輸，備受專業(yè)人士的充分肯定。然而，天然氣摻氫面臨著復雜的經(jīng)濟問題。同時，由于其自身的特性，會在管道中造成氫脆、滲透等管道風險。
對此，上述研究人員建議，應開展一些短途試點，做好技術儲備“如張家口風景資源豐富，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。”
