我國首次高壓力純氫管道試驗成功！

 

 

圖源央視財經

 

本次試驗分為充氫測試和純氫爆破測試兩個階段。試驗管材包括高阻隔柔性復合管、塑料合金復合管、小口徑熱塑性復合管三種非金屬管道及低鋼級金屬管道。充氫測試通過模擬管道真實輸送環境，保持6.3MPa運行壓力，經過30天測試，驗證管道設備的氫氣相容性、阻隔性以及連接處的密封性。爆破測試將高阻隔柔性復合管升壓至9.45MPa，實施全尺寸純氫氣爆破，進一步驗證非金屬管道在純氫高壓條件下的承壓性能及燃爆形態。

 

目前，國內輸氫管道規模較小，已建純氫管道輸送壓力均為4MPa以下，高壓氫氣管道輸送相關技術仍處于研究階段，復合材料輸氫管道尚無應用案例。本次試驗是國內首次對DN250口徑、6.3MPa輸氫非金屬管道和在役金屬管道進行的在線測試，管道尺寸及試驗壓力均超過國內已建純氫管道主要運行指標；也是國內首次對非金屬管道進行高壓純氫爆破試驗，為管道運行安全管理的綜合數據分析提供了更加全面的數據支持。同時，此次對常規油氣管道、閥門、密封法蘭等設備進行純氫輸送環境適應性測試，為在役油氣管道改輸氫氣提供了技術支撐。

 

本次試驗利用國內首個多介質、多材質、多尺寸管道試驗測試平臺開展。該平臺由國家管網集團自主搭建，覆蓋了金屬、非金屬多種材質和DN600以下多種尺寸管道試驗場景，能滿足純氫、摻氫和二氧化碳管道輸送和設備設施測試要求。同時，利用自主開發的控制系統，可實現壓力、溫度等工藝參數遠傳、閥門自動控制、測試數據上傳等功能。平臺建成以來，吸引了國內多家企業開展不同材質管道、閥門、儀表、調壓閥、流量計等設備設施現場試驗和適應性研究，為國內開展高壓管道輸氫相關技術研究提供了解決方案，填補了國內高壓力純氫測試平臺空白。

 

國家管網集團介紹，開展此次純氫爆破試驗的國家管網集團管道斷裂控制試驗場，是繼英國、意大利之后全球第三個管道斷裂控制試驗場，也是國內唯一具備高鋼級、大口徑、多介質管道全尺寸爆破試驗技術條件的試驗平臺。試驗場先后實施了1219/1422mm、X80/X90、12/13.3MPa不同規格、不同鋼級、不同環境下的6次全尺寸氣體爆破試驗和2次低溫止裂試驗，為中俄東線等長輸管道建設提供了重要依據和有力支持。

 

氫能具有零碳、高效、可儲存、安全可控等顯著優勢，據《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，氫能是國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳的重要載體。目前，已有多個省市制定并發布氫能發展政策。

 

當前掣肘氫能產業化發展的核心問題是成本問題，其中包括氫制取、氫儲運、氫加注三個環節的成本。在儲運環節，遠距離運輸是氫能產業目前主要攻堅的關鍵問題。相關報道指出，隨著我國首次高壓力純氫管道試驗取得成功，為我國今后實現大規模、低成本的遠距離純氫運輸提供技術支撐。

 

目前，我國有高壓氣氫運輸、低溫液氫運輸和管道運輸等三種主要運輸手段。

 

高壓氣氫運輸，就是把氫氣壓縮后儲存在壓力容器中，由長管拖車運輸。這是目前運用最普遍、技術最為成熟的運氫方式。通常使用的儲氫容器自重較大，導致拖車運輸時氫氣重量只能占到總運輸重量的1%—2%。受到人工費與油費影響，高壓氣氫運輸成本隨距離增加逐漸上升。所以，這種方式僅適用于運輸距離不超過200公里的場景。

 

低溫液氫運輸，是將氫氣液化后裝入專用的低溫絕熱槽管，通過公路、水路等方式運輸。氫氣經過液化后，體積能量密度更高、占用空間體積更小，運輸效率更高。這種運氫方式，運輸成本受距離影響較小，適用于長距離運輸。但液氫罐車運輸制取液氫的能耗較高，對液氫儲罐的材料和工藝要求高，安全防護技術非常復雜。

 

管道運輸，即在制氫工廠與氫氣站、用氫單位等之間建設管道，氫氣以氣態形式進行運輸。管道運輸是實現氫氣大規模、長距離、低成本運輸的重要方式。不過，氫氣管道的成本依然是制約管道運輸的重要因素。利用現有天然氣管道摻氫運輸，或者改造天然氣管道以解決管道建設高成本等，是近年來氫氣管道運輸的研究熱點。而建設專用純氫氣運輸管道，則是輸氫管道建設的“終極形態”。

 

隨著國家對氫能產業的逐漸重視，多家公司密集傳來布局輸氫管道建設的消息。

 

4月10日，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》，標志著我國氫氣長距離輸送管道進入新發展階段。“西氫東送”起于內蒙古自治區烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，管道全長400多公里，是我國首條跨省區、大規模、長距離的純氫輸送管道。{相關閱讀：一期運力10萬噸/年！我國首條“西氫東送”管道納入國家規劃}

 

4月16日，中國石油對外發布消息，用現有天然氣管道長距離輸送氫氣的技術獲得了突破。這為我國后面實現大規模、低成本的遠距離氫能運輸提供技術支撐。{相關閱讀：中國石油：現有天然氣管道長距離輸送氫氣技術獲得突破}

 

總的來說，管道輸氫是實現氫氣大規模、長距離、低成本運輸的重要方式。國家管網集團按照國家《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》要求，積極穩妥實施管網“雙碳”行動方案，加快推進氫氣、二氧化碳等多種介質儲運前沿技術攻關，推動天然氣管輸業務與全國新能源業務融合發展，助力氫能“制儲輸用”全鏈條產業建設。