氫能大規(guī)模應(yīng)用的有效途徑是利用管道實(shí)現(xiàn)長距離跨地區(qū)運(yùn)輸。隨著氫能發(fā)展利用技術(shù)的不斷成熟和完善,大規(guī)模集中制氫和長距離輸氫是未來趨勢,管道運(yùn)輸是最經(jīng)濟(jì)方式,建立純氫高壓輸運(yùn)管網(wǎng)是建設(shè)氫能社會的終極目標(biāo)。
輸氫管道是大規(guī)模用氫的必然選擇,但礙于其高昂的建設(shè)成本,全球各國在建設(shè)輸氫管道行動上有所放緩。鑒于對外能源依賴,歐洲國家加速推進(jìn)氫能源的利用和開發(fā)。
全球范圍內(nèi),通過管道進(jìn)行氫氣輸送的歷史已超過80年的時間。最早追溯到1938年,德國率先構(gòu)建了世界上首條氫氣長距離輸送管道,其長度達(dá)到215公里,輸氫管直徑在0.15~0.30m之間,額定的輸氫壓力約為2.5MPa,連接18個生產(chǎn)廠和用戶,從未發(fā)生任何事故。
近日,康(保)曹(妃甸)氫氣長輸管道項(xiàng)目已完成省發(fā)改委備案,項(xiàng)目前期評價手續(xù)已基本完成,張北段線路部分已啟動勘測工作。
康(保)曹(妃甸)氫氣長輸管道項(xiàng)目由張家口海泰氫能科技有限公司建設(shè),線路總長度約1037.82公里,管道設(shè)計(jì)壓力為7.2兆帕,管徑為813毫米,年氫輸量155萬噸。是世界上最大口徑、最高壓力、最大輸量、最長距離、最高鋼級綠氫輸送管道。
近年來,國內(nèi)輸氫管道隨著制氫產(chǎn)能的逐步提升加緊建設(shè)。目前已經(jīng)有9條在建、2條規(guī)劃中、12條已建成。
我國輸氫管網(wǎng)已初現(xiàn)雛形。
純氫管道
除上述的康(保)曹(妃甸)氫氣長輸管道,我國目前共有15條純氫管道,其中6條純氫管道已經(jīng)建成。
如下圖所示:
可以看到,我國較早建成的純氫管道在2015年前就已完工,但輸送能力較小。近兩年,國內(nèi)純氫管道規(guī)劃力度加大,規(guī)劃程度加深,氫氣管網(wǎng)已初步形成。
摻氫管道
據(jù)氫能觀察不完全統(tǒng)計(jì),目前國內(nèi)有8條摻氫管道,其中6條已基本建成或投運(yùn)。
2024年11月,國內(nèi)首條摻氫長輸管道——包頭-臨河輸氣管道工程項(xiàng)目在臨河分輸站舉辦點(diǎn)火通氣儀式,輸氣管道正式投產(chǎn)運(yùn)行。該項(xiàng)目總投資9.1億元,主干線全長約249公里,管道年設(shè)計(jì)輸氣能力3.93億立方米,增壓后可實(shí)現(xiàn)20億立方米/年。
摻氫管道輸氫可充分利用我國現(xiàn)有在役天然氣管道和城市輸配氣管網(wǎng),較容易實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離輸送,此外管道或管網(wǎng)的改造成本較低,在大規(guī)模輸送下,摻氫管道輸氫具備明顯成本優(yōu)勢。目前,我國輸氫管道主要以天然氣摻氫管道項(xiàng)目為主,且正往純氫管道項(xiàng)目發(fā)展。
實(shí)現(xiàn)氫能戰(zhàn)略中設(shè)定的目標(biāo)需要更快發(fā)展氫氣輸送設(shè)施,承諾目標(biāo)情景下,到2030年全球輸氫管道總長度將翻一番達(dá)到10000公里,凈零排放情景下將再翻一番達(dá)到20000公里。
進(jìn)入2025年,國內(nèi)輸氫管道取得重大進(jìn)展,多個項(xiàng)目開始啟動:
1、內(nèi)蒙古能源4400km綠氫氨醇管網(wǎng)可研招標(biāo)
2025年3月14日,中化商務(wù)電子招投標(biāo)平臺發(fā)布《內(nèi)蒙古能源綠氫及綠色燃料管網(wǎng)第一階段重點(diǎn)工程前期工作及可行性研究項(xiàng)目招標(biāo)公告》,招標(biāo)人為內(nèi)蒙古能源集團(tuán)子公司內(nèi)蒙古蒙氫管網(wǎng)有限公司。
本次招標(biāo),分為2個標(biāo)段14條管線,包括10條綠氫管道、3條綠醇管道、1條綠氨管道,總長4400km,為行業(yè)之最,備受關(guān)注。
2、中國輸氫量最大的綠氫管道啟動測試
2025年3月中旬,張家口晚報(bào)官微消息,康(保)曹(妃甸)氫氣長輸管道項(xiàng)目已完成省發(fā)改委備案,項(xiàng)目前期評價手續(xù)已基本完成,張北段線路部分已啟動勘測工作。
該項(xiàng)目起自張家口市康??h,終至唐山市曹妃甸區(qū),線路總長度約1037.82公里,管道設(shè)計(jì)壓力為7.2兆帕,管徑為813毫米,年氫輸量155萬噸,是世界上最大口徑、最高壓力、最大輸量、最長距離、最高鋼級綠氫輸送管道。
3、華電包頭190km輸氫管道項(xiàng)目獲批
2025年1月27日,根據(jù)內(nèi)蒙古政府官網(wǎng)消息,達(dá)茂旗至包頭市區(qū)氫氣長輸管道工程項(xiàng)目獲得核準(zhǔn)。
項(xiàng)目單位為內(nèi)蒙古華電華蒙管道有限公司,建設(shè)地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市、巴彥淖爾市。該項(xiàng)目屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)“一干雙環(huán)四出口”綠氫輸送管網(wǎng)支線項(xiàng)目,全長約190km,將從達(dá)茂旗一直通到昆區(qū)。管道投產(chǎn)后能夠?qū)崿F(xiàn)高純度氫氣從生產(chǎn)地到消費(fèi)地的長距離、大規(guī)模、低成本運(yùn)輸,據(jù)介紹,管道輸氫能降低80%左右的企業(yè)氫氣運(yùn)輸成本。
4、中石化1145km烏蘭察布—燕山石化輸氫管道2025年開工
2025年1月14日,北京市發(fā)改委發(fā)布《地區(qū)生產(chǎn)總值增速目標(biāo)5%左右,2025年北京將做這些事情》文章。
文章指出,“2025年,支持未來科學(xué)城能源谷、大興國際氫能示范區(qū)建設(shè),力爭開工烏蘭察布—燕山石化輸氫管道項(xiàng)目,累計(jì)建成24座加氫站。”
輸氫管道建設(shè)涉及到國家氫能管網(wǎng)的構(gòu)建與氫能基礎(chǔ)設(shè)施的完善,我國氫能產(chǎn)業(yè)正處在加速發(fā)展的重要時期,為了盡快實(shí)現(xiàn)氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?;c商業(yè)化,氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)勢必需要加速進(jìn)行。
從經(jīng)濟(jì)性視角看,輸氫管道的規(guī)模化建設(shè)正在重塑氫能產(chǎn)業(yè)鏈成本結(jié)構(gòu)??当?曹妃甸管道155萬噸的年輸氫能力,將綠氫從壩上草原直送渤海灣工業(yè)集群,運(yùn)輸成本較傳統(tǒng)罐車下降80%;內(nèi)蒙古跨區(qū)域管網(wǎng)以“氫能走廊”連接風(fēng)光制氫基地與煤化工、冶金等高耗能產(chǎn)業(yè),讓每立方米氫氣的終端價格逼近天然氣平價區(qū)間。這種“管道紅利”正在加速氫能在交通、工業(yè)、儲能等領(lǐng)域的替代進(jìn)程,助力“雙碳”目標(biāo)的盡早實(shí)現(xiàn)。
然而,氫能管網(wǎng)的全面鋪開仍面臨現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。一方面,我國需突破高鋼級管材、氫脆防控、智能監(jiān)測等關(guān)鍵技術(shù);另一方面,需統(tǒng)籌規(guī)劃跨區(qū)域管網(wǎng)與地方氫能消納的協(xié)同關(guān)系,防止“有管無氫”或“有氫無管”的錯配風(fēng)險。
由此來看,國內(nèi)氫能管網(wǎng)要走的路還很遠(yuǎn)。