近日,由世紀新能源網、中國氫能100人論壇主辦,氫能觀察承辦的第三屆世紀氫能大會在京舉辦,業界專家學者、企業代表、投資代表、高校代表等齊聚一堂。
北京市煤氣熱力工程設計院有限公司道石研究院總工程師王洪建發表《天然氣摻氫技術發展現狀及應用》的主題演講。
自碳達峰碳中和提出依賴,氫能在能源結構的轉型中發揮著重要作用。發展氫能有利于實現大規模可再生能源的高比例消納,有利于實現終端難減排領域的碳中和,有利于實現能源獨立!
國家發改委發布的《氫能產業發展中長期規劃(2021-2035年)》中明確了氫能的戰略定位、目標和主要任務。其中表示“建立以工業副產氫和可再生能源制氫為主的氫能供應體系”,我國發展天然氣摻氫技術勢在必行。
利用天然氣摻氫技術,將氫氣與天然氣混合,通過天然氣管網輸送到終端用戶,實現氫進萬家。
天然氣摻氫技術可實現能源儲存、能源輸運、能源消費、能源安全,對氫能發展具有重要意義。然而不可忽視的是,天然氣摻氫技術也面臨著安全性、擴散性、氫脆等問題的挑戰。
王洪建為與會嘉賓介紹了國內外天然氣摻氫技術研究現狀并分析進行分析——
截至2020年,全球共有40多個示范工程,每年有2900噸氫氣摻入天然氣管網。天然氣摻氫比例一般為5%-30%,其中20%為多數國家目前的最高摻氫比例,未來國外趨向于進一步提高摻氫比例,以實現利用現有的天然氣管網進行100%氫氣的輸送。
國內已在頂層設計與政策支持的條件之下,圍繞摻氫天然氣輸配體系及“氫進萬家”綜合示范等技術方向,貫通基礎前瞻、共性關鍵、工程應用和評估規范環節。國家電投、中石油、北京燃氣、港華燃氣、佛山燃氣、深圳燃氣、張家口中油金鴻、烏海凱潔燃氣等公司也開展了天然氣示范工程的論證與示范工程。王洪建表示,采用綠氫作為氫源,近期摻氫量達到20%,遠期逐步達到100%。
天然氣管網設備重點研究方向在混氣設備、管材、調壓器、計量儀器、檢測設備、密封原件。目前,國內市場上提供的天然氣摻氫設備主要為流量隨動式。
王洪建介紹,北京市煤氣熱力工程設計院在北京市科委的支持下開展了混氣站的方案設計研究。對關鍵工藝及關鍵安全設計全面把控,提供整體方案設計。通過對氫氣價格、管材性能等方面的影響進行評估后,得出結論:總體來說,天然氣管道經過微小的改造(色譜儀、球罐等),摻氫比10%是安全可行的;長輸管道摻氫比限制主要的是高鋼級管材高壓下的適應性,需要進一步研究;為進一步提高摻氫比,需要重點關注壓縮機、流量計、加臭和氣體檢測儀的適應性,并加快研發高摻氫比下的色譜分析和泄漏檢測方案。
在民用燃氣領域,王洪建指出:摻氫天然氣用于城市燃氣領域主要是作為民用或商業燃氣灶用燃料,需保證天然氣摻混氫氣后無需對終端燃具進行改造。國家電投集團在遼寧朝陽建設了摻氫天然氣民用示范,開展民用燃氣具、熱水器、壁掛爐的試驗測試。在工業燃氣領域,在天然氣中摻混適量的氫氣可以提高燃氣輪機效率,減少CO2排放,但是需要對燃氣輪機運行條件進行調整。