圖源央視財經(jīng)

 

本次試驗分為充氫測試和純氫爆破測試兩個階段。試驗管材包括高阻隔柔性復合管、塑料合金復合管、小口徑熱塑性復合管三種非金屬管道及低鋼級金屬管道。充氫測試通過模擬管道真實輸送環(huán)境，保持6.3MPa運行壓力，經(jīng)過30天測試，驗證管道設(shè)備的氫氣相容性、阻隔性以及連接處的密封性。爆破測試將高阻隔柔性復合管升壓至9.45MPa，實施全尺寸純氫氣爆破，進一步驗證非金屬管道在純氫高壓條件下的承壓性能及燃爆形態(tài)。

 

目前，國內(nèi)輸氫管道規(guī)模較小，已建純氫管道輸送壓力均為4MPa以下，高壓氫氣管道輸送相關(guān)技術(shù)仍處于研究階段，復合材料輸氫管道尚無應用案例。本次試驗是國內(nèi)首次對DN250口徑、6.3MPa輸氫非金屬管道和在役金屬管道進行的在線測試，管道尺寸及試驗壓力均超過國內(nèi)已建純氫管道主要運行指標；也是國內(nèi)首次對非金屬管道進行高壓純氫爆破試驗，為管道運行安全管理的綜合數(shù)據(jù)分析提供了更加全面的數(shù)據(jù)支持。同時，此次對常規(guī)油氣管道、閥門、密封法蘭等設(shè)備進行純氫輸送環(huán)境適應性測試，為在役油氣管道改輸氫氣提供了技術(shù)支撐。

 

本次試驗利用國內(nèi)首個多介質(zhì)、多材質(zhì)、多尺寸管道試驗測試平臺開展。該平臺由國家管網(wǎng)集團自主搭建，覆蓋了金屬、非金屬多種材質(zhì)和DN600以下多種尺寸管道試驗場景，能滿足純氫、摻氫和二氧化碳管道輸送和設(shè)備設(shè)施測試要求。同時，利用自主開發(fā)的控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)壓力、溫度等工藝參數(shù)遠傳、閥門自動控制、測試數(shù)據(jù)上傳等功能。平臺建成以來，吸引了國內(nèi)多家企業(yè)開展不同材質(zhì)管道、閥門、儀表、調(diào)壓閥、流量計等設(shè)備設(shè)施現(xiàn)場試驗和適應性研究，為國內(nèi)開展高壓管道輸氫相關(guān)技術(shù)研究提供了解決方案，填補了國內(nèi)高壓力純氫測試平臺空白。

 

國家管網(wǎng)集團介紹，開展此次純氫爆破試驗的國家管網(wǎng)集團管道斷裂控制試驗場，是繼英國、意大利之后全球第三個管道斷裂控制試驗場，也是國內(nèi)唯一具備高鋼級、大口徑、多介質(zhì)管道全尺寸爆破試驗技術(shù)條件的試驗平臺。試驗場先后實施了1219/1422mm、X80/X90、12/13.3MPa不同規(guī)格、不同鋼級、不同環(huán)境下的6次全尺寸氣體爆破試驗和2次低溫止裂試驗，為中俄東線等長輸管道建設(shè)提供了重要依據(jù)和有力支持。

 

氫能具有零碳、高效、可儲存、安全可控等顯著優(yōu)勢，據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》，氫能是國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳的重要載體。目前，已有多個省市制定并發(fā)布氫能發(fā)展政策。

 

當前掣肘氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的核心問題是成本問題，其中包括氫制取、氫儲運、氫加注三個環(huán)節(jié)的成本。在儲運環(huán)節(jié)，遠距離運輸是氫能產(chǎn)業(yè)目前主要攻堅的關(guān)鍵問題。相關(guān)報道指出，隨著我國首次高壓力純氫管道試驗取得成功，為我國今后實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠距離純氫運輸提供技術(shù)支撐。

 

目前，我國有高壓氣氫運輸、低溫液氫運輸和管道運輸?shù)热N主要運輸手段。

 

高壓氣氫運輸，就是把氫氣壓縮后儲存在壓力容器中，由長管拖車運輸。這是目前運用最普遍、技術(shù)最為成熟的運氫方式。通常使用的儲氫容器自重較大，導致拖車運輸時氫氣重量只能占到總運輸重量的1%—2%。受到人工費與油費影響，高壓氣氫運輸成本隨距離增加逐漸上升。所以，這種方式僅適用于運輸距離不超過200公里的場景。

 

低溫液氫運輸，是將氫氣液化后裝入專用的低溫絕熱槽管，通過公路、水路等方式運輸。氫氣經(jīng)過液化后，體積能量密度更高、占用空間體積更小，運輸效率更高。這種運氫方式，運輸成本受距離影響較小，適用于長距離運輸。但液氫罐車運輸制取液氫的能耗較高，對液氫儲罐的材料和工藝要求高，安全防護技術(shù)非常復雜。

 

管道運輸，即在制氫工廠與氫氣站、用氫單位等之間建設(shè)管道，氫氣以氣態(tài)形式進行運輸。管道運輸是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離、低成本運輸?shù)闹匾绞健２贿^，氫氣管道的成本依然是制約管道運輸?shù)闹匾蛩亍＠矛F(xiàn)有天然氣管道摻氫運輸，或者改造天然氣管道以解決管道建設(shè)高成本等，是近年來氫氣管道運輸?shù)难芯繜狳c。而建設(shè)專用純氫氣運輸管道，則是輸氫管道建設(shè)的“終極形態(tài)”。

 

隨著國家對氫能產(chǎn)業(yè)的逐漸重視，多家公司密集傳來布局輸氫管道建設(shè)的消息。

 

4月10日，中國石化宣布，“西氫東送”輸氫管道示范工程已被納入《石油天然氣“全國一張網(wǎng)”建設(shè)實施方案》，標志著我國氫氣長距離輸送管道進入新發(fā)展階段。“西氫東送”起于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布市，終點位于北京市的燕山石化，管道全長400多公里，是我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道。{相關(guān)閱讀：一期運力10萬噸/年！我國首條“西氫東送”管道納入國家規(guī)劃}

 

4月16日，中國石油對外發(fā)布消息，用現(xiàn)有天然氣管道長距離輸送氫氣的技術(shù)獲得了突破。這為我國后面實現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠距離氫能運輸提供技術(shù)支撐。{相關(guān)閱讀：中國石油：現(xiàn)有天然氣管道長距離輸送氫氣技術(shù)獲得突破}

 

總的來說，管道輸氫是實現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長距離、低成本運輸?shù)闹匾绞健夜芫W(wǎng)集團按照國家《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》要求，積極穩(wěn)妥實施管網(wǎng)“雙碳”行動方案，加快推進氫氣、二氧化碳等多種介質(zhì)儲運前沿技術(shù)攻關(guān)，推動天然氣管輸業(yè)務與全國新能源業(yè)務融合發(fā)展，助力氫能“制儲輸用”全鏈條產(chǎn)業(yè)建設(shè)。