多元化儲(chǔ)運(yùn)方式為氫能產(chǎn)業(yè)助跑

　　“我國(guó)是產(chǎn)氫大國(guó)，擁有豐富的工業(yè)副產(chǎn)氫。此前，氫氣作為工業(yè)燃料和還原劑在化工廠(chǎng)內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)即制即用，但隨著氫能在交通領(lǐng)域的加速應(yīng)用，需要把氫從制氫廠(chǎng)運(yùn)到加氫站，儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成為氫能商業(yè)化應(yīng)用亟待突破的瓶頸。同時(shí)，隨著氫能在交通、工業(yè)、電力等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，探索多種儲(chǔ)運(yùn)路徑也成為行業(yè)重要發(fā)展方向。”中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院氫能研究所副所長(zhǎng)李慶勛在日前召開(kāi)的2023氫能供應(yīng)鏈峰會(huì)上表示。

　　“雙碳”目標(biāo)下，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)正迎來(lái)史無(wú)前例的發(fā)展機(jī)遇。多位與會(huì)專(zhuān)家指出，當(dāng)前我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)成本高企問(wèn)題持續(xù)，運(yùn)營(yíng)模式待突破，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展離不開(kāi)對(duì)安全、高效、多元的氫儲(chǔ)運(yùn)體系的持續(xù)探索。

　　高效儲(chǔ)運(yùn)減少中間成本

　　一直以來(lái)，我國(guó)氫氣來(lái)源都與煤炭工業(yè)緊密相連，主要集中在北方內(nèi)陸地區(qū)，而東部沿海地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展超前，氫能需求量巨大。因此，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在嚴(yán)重的供需錯(cuò)配問(wèn)題，亟待突破儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)制約，減少氫能應(yīng)用中間成本，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　據(jù)了解，當(dāng)前我國(guó)仍以20MPa氫氣運(yùn)輸為主，30MPa剛開(kāi)始得到應(yīng)用，而國(guó)外運(yùn)氫基本采用50MPa Ⅳ型儲(chǔ)氫瓶，整體而言，我國(guó)儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)與國(guó)外相比還存在一定差距。

　　對(duì)于高壓氣氫而言，高壓力、大容積、低成本的氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)裝備研發(fā)尤為關(guān)鍵。中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院氣瓶檢測(cè)與試驗(yàn)技術(shù)研究室主任李翔表示，儲(chǔ)氫裝備壓力提高可以帶來(lái)充裝量和儲(chǔ)氫密度的整體提升，極大提高氫儲(chǔ)運(yùn)效率。同時(shí)，設(shè)計(jì)儲(chǔ)運(yùn)和充裝功能為一體的高壓儲(chǔ)運(yùn)容器，為加氫站提供服務(wù)也是重要方向?！半m然高壓儲(chǔ)運(yùn)容器制造成本較高，但由于它減少了加氫站中壓縮機(jī)和存儲(chǔ)容器的成本，同時(shí)省去了氫儲(chǔ)運(yùn)這一中間環(huán)節(jié)，因此可大大降低整體成本?！?/p>

　　除持續(xù)提升高壓氣氫裝備技術(shù)外，業(yè)內(nèi)對(duì)液氫儲(chǔ)運(yùn)規(guī)模化與應(yīng)用場(chǎng)景的展望從未停止?！耙簹溆型鉀Q氫儲(chǔ)運(yùn)規(guī)模化難題。”航天氫能科技有限公司副總經(jīng)理兼總工程師安剛介紹，相比于氣態(tài)儲(chǔ)氫，液氫最大優(yōu)勢(shì)是密度大，是20MPa氫氣的5倍、35MPa氫氣的3倍、70MPa氫氣的1.8倍?！耙惠v運(yùn)輸液氫的車(chē)，其運(yùn)量可以頂10輛20MPa高壓氫氣運(yùn)輸車(chē)，因此非常適合氫的大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)?！?/p>

　　“氫液化過(guò)程中雖然能耗較大，但液氫技術(shù)路線(xiàn)下，液氫工廠(chǎng)可以建在風(fēng)光發(fā)電廠(chǎng)附近電價(jià)較為便宜的地區(qū)，建成以液氫為儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)的新能源電氫體系，結(jié)合風(fēng)光電的低碳、低成本和液氫穩(wěn)定、便于規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)、分散使用等優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避風(fēng)光周期性、液氫能耗高的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)新能源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。”安剛表示，基于此，液氫在后續(xù)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和終端配送使用環(huán)節(jié)所節(jié)省的費(fèi)用，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于液化環(huán)節(jié)的能耗成本。

　　天然氣摻氫或?yàn)檫^(guò)渡良方

　　北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司道石研究院總工程師王洪建指出，到2060年，氫能的終端消費(fèi)占比將從目前的不到1%提升至20%甚至更多，實(shí)現(xiàn)如此巨大的增量空間，突破儲(chǔ)運(yùn)瓶頸勢(shì)在必行?！艾F(xiàn)階段，氫能的儲(chǔ)運(yùn)主要依靠長(zhǎng)管拖車(chē)進(jìn)行氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)，中期可通過(guò)液氫拉長(zhǎng)氫的運(yùn)輸距離。而長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，未來(lái)要真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，一定是通過(guò)管道輸送，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、更長(zhǎng)距離的應(yīng)用示范?！?/p>

　　據(jù)國(guó)聯(lián)證券測(cè)算，當(dāng)氫氣輸送距離為100公里時(shí)，運(yùn)輸成本約為1.43元/公斤。同等運(yùn)輸距離下，管道輸氫成本遠(yuǎn)低于高壓長(zhǎng)管拖車(chē)及低溫液態(tài)輸氫。因此，當(dāng)氫氣下游需求足夠支撐大規(guī)模的氫能輸送時(shí)，通過(guò)管道運(yùn)輸氫氣是一種降低成本的可靠方法。

　　“不過(guò)，當(dāng)前我國(guó)加氫站尚未大范圍普及，站點(diǎn)較為分散，純氫管道運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性有限，利用現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)進(jìn)行天然氣摻氫運(yùn)輸具備明顯成本優(yōu)勢(shì)，將成為解決氫氣規(guī)?；斔偷挠行緩??！蓖鹾榻ㄖ赋?，按照我國(guó)天然氣消費(fèi)量計(jì)算，當(dāng)天然氣摻氫比例為10%時(shí)，可具備300多萬(wàn)噸/年的氫氣消納能力，并消納1700多億度綠電，有助于進(jìn)一步提高可再生能源在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的滲透率。

　　與此同時(shí)，我國(guó)也有具備發(fā)展天然氣管道摻氫輸送技術(shù)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。以摻氫比例10%—20%計(jì)算，等熱值碳減排量在3.5%—7.6%之間；充分利用已有燃?xì)夤芫W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸氫成本每百公里為0.3—0.8元/千克，大幅低于長(zhǎng)管拖車(chē)和液氫罐車(chē)。

　　值得注意的是，天然氣摻氫因發(fā)展前景廣闊，已在多地受到高度重視。王洪建舉例稱(chēng)，例如，山東開(kāi)展了“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范工程，同時(shí)出臺(tái)扶持政策，對(duì)天然氣管道摻氫、純氫管道項(xiàng)目，按設(shè)備投資額的30%進(jìn)行補(bǔ)貼。再如，近兩年，天然氣摻氫示范應(yīng)用開(kāi)始連續(xù)出現(xiàn)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目中。

　　打造穩(wěn)定供應(yīng)體系

　　《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》提出，要穩(wěn)步構(gòu)建儲(chǔ)運(yùn)體系，支持開(kāi)展多種儲(chǔ)運(yùn)方式的探索和實(shí)踐，逐步構(gòu)建高密度、輕量化、低成本、多元化的氫能儲(chǔ)運(yùn)體系。政策已指明方向，但記者了解到，在實(shí)際探索過(guò)程中，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸仍面臨供應(yīng)不穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)缺失等不少困難和挑戰(zhàn)。

　　北京興創(chuàng)海珀?duì)栠\(yùn)輸有限公司總經(jīng)理李鐵軍直言，以北京為例，北京的氫氣供應(yīng)商停產(chǎn)檢修要20天左右，如果在這期間合作的另一家氫氣供應(yīng)商設(shè)備突然出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)造成氫氣供應(yīng)不足。此外，受制于安全風(fēng)險(xiǎn)管理規(guī)定，加氫站不能同時(shí)停放?；愤\(yùn)輸車(chē)輛，必須按時(shí)段一車(chē)一車(chē)地卸載氫氣，如有某一環(huán)節(jié)做不到有效銜接，就會(huì)造成斷氫或車(chē)輛積壓。

　　“在運(yùn)輸過(guò)程中，溫度和壓力的變化都會(huì)引起加氫站卸氫量和制氫廠(chǎng)提氫量之間的差異，需要雙方反復(fù)協(xié)商、溝通，如果遇到雙方采用的計(jì)算方式或標(biāo)準(zhǔn)不一，則更讓人頭疼?！崩铊F軍說(shuō)。

　　對(duì)此，定州旭陽(yáng)氫能有限公司總經(jīng)理李延閩提出，希望業(yè)內(nèi)相關(guān)團(tuán)體、協(xié)會(huì)能牽頭討論，將安全、場(chǎng)地、環(huán)境等各種因素考慮在內(nèi)制定一個(gè)大家都認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一計(jì)量，讓大家有標(biāo)準(zhǔn)可依?！傲硗?，上下游的合作供氫穩(wěn)定性，也是保證氫源供給的重要因素。穩(wěn)定的合作與規(guī)劃，將有利于產(chǎn)業(yè)上下游銜接流暢，從而保障氫氣的穩(wěn)定供應(yīng)?！?/p>

　　中物聯(lián)危化品物流分會(huì)氫能儲(chǔ)運(yùn)與應(yīng)用工作組負(fù)責(zé)人楊春光指出，如果僅局限于氫氣運(yùn)輸這一個(gè)環(huán)節(jié)，解決成本高、運(yùn)營(yíng)難等問(wèn)題將挑戰(zhàn)重重，但未來(lái)如果形成穩(wěn)定、安全、多元的氫儲(chǔ)運(yùn)體系，實(shí)現(xiàn)高壓氫氣、液氫和氫氣管道等運(yùn)輸方式的銜接，保證氫氣在供應(yīng)鏈中的可靠供應(yīng)，將進(jìn)一步改善當(dāng)前氫儲(chǔ)運(yùn)成本高企、輸送距離受限的困境，利好氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。（記者 仲蕊）

　　轉(zhuǎn)自：中國(guó)能源報(bào)

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