
人類能源應用的演變,實際上就是碳減排和氫化的過程??稍偕茉?綠氫)的開發(fā)利用已成為世界新一輪能源改革的重要推動力。
由于可再生能源的間歇性和區(qū)域局限性,其大規(guī)模應用必須依靠高效、靈活的儲能載體。在鹽穴中儲存氫的成本比在鋰離子電池中儲存電的成本低100倍。一條天然氣管道的效率至少是電網容量的10倍。
天然氣與氫氣混合,或將帶動氫能產業(yè)鏈
天然氣混氫是指在現有天然氣管道系統(tǒng)的基礎上,加入一定濃度的氫氣,使氫氣與天然氣形成混合供運輸的技術。它既可以作為燃料,也可以作為管道下游的一個單獨的氫。
天然氣中部分氫含量會出現波動,這與可再生能源制氫的間歇性是一致的。
混氫天然氣輸氫及相關技術線路圖
在天然氣中按一定比例加入氫氣,然后利用天然氣管道或管網進行輸送,是實現氫氣大規(guī)模輸送的有效途徑。與車船運輸相比,管道輸送摻氫天然氣可以充分利用我國現有的天然氣管道和城市輸配管網,更容易實現氫氣的大規(guī)模長距離運輸。而且管道或管網改造的成本更低。
混氫比例逐步提升,摻氫項目前景可期
近年來,國際上對混氫天然氣的研究日益增多。目前,許多國家都在評估天然氣管網設施用于輸送混氫天然氣的可行性。
各國/地區(qū)天然氣管道內最高氫體積分數限制
德國很可能是第一個將20%的氫氣投入電網的國家。到明年年底,意昂四大分銷網絡運營商之一的Avacon計劃首次在薩克森-安哈爾特的當地天然氣網絡中增加20%的氫氣。
英國的HyDeploy示范項目將向基爾大學現有的天然氣網絡注入20%(體積分數)的氫氣,供100戶家庭和30棟教學樓使用。
我國天然氣管網體系框架已基本形成,天然氣管道輸送技術成熟。根據《中國天然氣發(fā)展報告(2019)》,截至2018年底,中國天然氣干線管道總長度達到7.6萬公里,天然氣輸送能力達到3200億立方米?/ a.因此,在中國使用天然氣管道輸送混合氫天然氣是可行的。
天然氣摻氫,將成促進氫能應用有力引擎
氫氣作為連接許多行業(yè)的理想能源,正在為能源轉型做出重要貢獻。天然氣與氫氣的混合可以有效地減少二氧化碳的排放,同時對遏制氣候變暖也有積極的作用。
目前,由于制氫和儲氫技術的限制,氫能的大規(guī)模應用仍處于過渡階段。天然氣加氫共混直接利用了天然氣管道本身的優(yōu)點,具有投資少、經濟效益快、與終端用戶聯(lián)系廣泛等優(yōu)點。從化石能源向氫能經濟轉型,加快氫能產業(yè)發(fā)展,為氫能大規(guī)模應用提供技術儲備,已成為可行方案。
中國的風能、光伏等可再生能源大多分布在“三北”地區(qū)。同時,大量天然氣管網覆蓋“三北”地區(qū),氣氫混合是“綠色氫”應用較好的過渡解決方案。
更重要的是,混合氫天然氣的使用可以提高氫能在能源中的比重,減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴,通過大規(guī)模擴大氫能需求,降低制氫成本,這對于推動氫能在交通、建筑、制造、電力等領域的發(fā)展具有重要意義。
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