上海近4公里輸氫管道全線貫通，我國管道輸氫現狀與前景如何了？

近日，由上海寶冶冶金工程公司承建的寶鋼無取向硅鋼產品結構優化標段三項目輸氫管道全線貫通并順利投運。

 

該項目作為全球第一個完全面向新能源汽車行業的高等級無取向硅鋼專業生產線，項目積極踐行高質量發展理念，定位建設實現高度自動化、智能化和無人化的智慧制造樣板工廠。此次投運的輸氫管道起熱十一路緯四路、終經五延路護廠河路，中途延伸至硅鋼5期，管道長度3.97公里，設計輸氫能力為5040t/a（約7200Nm3/h）。

 

作為上海市的“新基建”項目，項目整體按照零排放設計，自今年8月13日氫氣管道項目開工以來，施工過程中克服高空焊接、臺風天氣等諸多困難，最終經過建設者89天的連續奮戰，于11月10日順利實現全線貫通，該項目的順利建成將為我國“碳達峰、碳中和”目標的順利實現邁出堅實的一步。

 

 

今年3月，國家發改委、國家能源局聯合印發《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》，文件提出要開展摻氫天然氣管道、純氫管道等試點示范。

 

隨著氫能的快速發展，氫儲運難題逐漸成為影響氫氣成本的重要因素之一，而輸氫管道便是解決儲運問題的重要突破方向。

 

 

3月10日左右，寧夏寶廷新能源有限公司至寧夏沃凱瓏新材料有限公司氫氣輸送管道正式開工建設。根據報道，該項目于去年12月簽訂。該條氫氣輸送管道全長1.2km，是寧東化工基地內建設的一條輸氫管道，最大年輸量為200萬標方。化工園區內短距離氫氣輸送管道對比罐車運送，預計節省運費可達60%。

 

7月5日，甘肅省首條中長距離純氫輸送管道主線全線貫通。今年4月，該項目開工建設配套輸氫管道工程。計劃新建1條直徑200毫米、壓力2.5MPa、長5.77公里，輸氫能力7000t/a（約10000Nm3/h）的輸氫管道，包括一條干線以及一條支線。

 

7月19日，攀枝花市氫能示范項目發布招標公告，項目包括一條約1200米的輸氫管道，管徑DN80，壓力＜2.5MPa，招標人為攀枝花市花城新能源有限公司，系攀枝花市政府國有資產監督管理委員會控股孫公司。

 

7月23-25日，通遼市科技局組織召開自治區科技重大專項“中低壓純氫與摻氫燃氣管道輸送及其應用關鍵技術研發”項目推進會。通遼隆圣峰規劃建設示范工程-甘旗卡綜合站至創業路4.7km純氫管道進行技術交底，準備開工建設。項目管徑為D323.9mm，設計壓力1.6MPa，建成后能進行純氫及摻氫輸送、并對管材及設備進行科研驗證。此工程由隆圣峰牽頭聯合9家高校科研院所及高新技術企業聯合實施，團隊階段性成果已影響編制《氫氣輸送管道工程設計規范》和《氫氣輸送管道完整性管理規范》等規范。

 

10月11日，管道局承建的寧夏寧東天然氣摻氫降碳示范化工程中試項目主體完工，項目包括7.4公里的輸氫主管線及一個燃氣管網摻氫試驗平臺。項目于8月5日開工建設，主要是對寧東恒瑞燃氣有限公司天然氣管網的天然氣與寶廷新能源的副產氫進行混合、輸送，為企業鍋爐提供混合能源。

 

10月19日晚，東宏股份（603856）披擬募資5.85億元，投資于年產7.4萬噸高性能復合管道擴能項目、新型柔性管道研發（氫能輸送）及產業化項目等。

 

圖源東宏股份

 

我國在管道輸氫領域的探索由來已久。因為氫氣具有低密度、易燃易爆等特點，氫能的安全高效輸送和儲存難度較大，也導致了氫氣儲運環節的成本較高。機構普遍預期，僅氫氣儲運環節就有潛力構成一個千億規模市場，在未來終端氫氣售價中的30%將用于儲運成本。

 

當前，我國氫氣管道主要分布在環渤海灣、長江三角洲等區域；我國純氫管道建設處于起步階段，規模較小，總里程約400公里，已建項目以化工園區內應用為主。同時，我國輸氫管道主要以天然氣摻氫管道項目為主，且正往純氫管道項目發展。據全球氫能不完全統計，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，我國輸氫管道建設起步較晚，但在氫氣工業管道、專用管道方面積累了較為豐富的管道設計、施工、運行和維護經驗。

 

當前，我國氫能產業處于起步階段，全產業鏈關鍵核心技術自主可控是我國氫能產業高質量發展的關鍵。儲運環節是制約當前我國氫能發展的瓶頸之一，安全高效的輸氫技術是氫能大規模商業化發展的前提。在所有的氫能輸運方案中，管道運輸是最經濟方式，利用現有天然氣管線摻氫和新建純氫管道輸氫對于氫儲運的發展具有重要意義。

 

在大規模輸送下，管道輸氫具備明顯成本優勢。據國聯證券測算，當輸送距離為100km時，運氫成本為1.43元/kg，同等運輸距離下管道輸氫成本遠低于高壓長管拖車及低溫液態輸氫。

 

圖 甘肅省首條中長距離輸氫管道，圖源中閥傳媒

 

不過，中國工程院院士鄭津洋表示，氫能管道運輸未來主要存在三個方面的難關：

 

一是關鍵技術，包括低成本、高強度的抗氫脆材料、高性能的氫能管道的設計制造技術；

 

二是相關裝備國產化，像大流量的壓縮機，氫氣計量的設備閥門、儀表等；

 

三是國家標準，氫能管道的設計、建造、運行、維護等各個方面的標準。

 

此外，有業內人士分析，管道氫成本很大程度上還受到利用率的影響。根據國內“濟源-洛陽”項目各項指標測算（該項目實際管道長度25公里，總投資額1.46億元，年輸送能力10.04萬噸），在滿負荷運行下，該項目輸送距離為100公里時，綜合考慮管材折舊及維護費用的運氫成本為1.43元/kg，但當運能利用率僅為20%時，管道運氫的成本已經接近長管拖車運氫的6.5元/kg。因此，當氫氣下游需求足夠支撐大規模的氫能輸送，通過管道運輸氫氣才是一種降低成本的可靠方法。

 

相關數據顯示，到2030年，氫能產業將成為我國新的經濟增長點和新能源戰略的重要組成部分，高壓氫氣長輸管道建設里程達到3000km。

 

全球氫能認為，氫能在我國能源綠色低碳轉型中的戰略定位已經確立，隨著國家氫能政策的逐步實施，氫能應用場景的不斷增加，利用管道進行大規模、長距離氫氣輸送將成為氫氣儲運的首選，雖然前方挑戰巨大，但行業市場依然前景廣闊。