“西氢东送”来了!产业潜力如何?

能源投资喵 2023-06-02
2279 字丨阅读本文需 6 分钟

我国首条跨省区、大规模、长距离的“西氢东送”纯氢输送管道项目引发广泛关注。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,被誉为“21世纪的终极能源” 。氢气运输是制约氢能产业发展的“瓶颈”,输氢管道建设或将为此提供理想解决方案。

一、绿色氢能要发展,氢气运输需先行

氢气,是世界上最轻的气体。这也就意味着,由于氢气体积能量密度极低且液化困难,其运输成本远远超过石油和天然气等燃料。

氢气的来源具有非均匀分布的特点,这就需要将氢气运输到“需要的地方”。然而,氢气的运输成本占据总成本的三分之一,已经成为氢能产业发展必须解决的核心问题之一。

氢气运输的方式多种多样,目前主要有高压气氢运输、低温液氢运输和管道输氢等几种运输手段。

高压气氢运输,就是把氢气压缩后储存在压力容器中,由长管拖车运输。这是目前运用最普遍、技术最为成熟的运氢方式。通常使用的储氢容器自重较大,导致拖车运输时氢气重量只能占到总运输重量的1%~2%。受到人工费与油费影响,高压气氢运输成本随距离增加逐渐上升。因此,这种方式仅适用于运输距离不超过200公里的场景。

低温液氢运输是将氢气液化后,装入专用的低温绝热槽管,通过公路、水路等方式运输。氢气经过液化后,体积能量密度更高、占用空间体积更小,运输效率更高。这种运氢方式,运输成本受距离影响较小,适用于长距离运输。但是液氢罐车运输缺点也很明显,那就是制取液氢的能耗较高,对液氢储罐的材料和工艺要求高,安全防护技术非常复杂。目前我国主要将该方式用于航天领域,而其他领域鲜少涉及。

管道运输,即在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设管道,氢气以气态形式进行运输。管道运输是实现氢气大规模、长距离、低成本运输的重要方式。然而,氢气管道的成本依然是制约管道运输的重要因素。利用现有天然气管道掺氢运输,或者改造天然气管道以解决管道建设高成本等,是近年来氢气管道运输的研究热点。而建设专用纯氢气运输管道,则是输氢管道建设的“终极形态”。

除此之外,也有专家提出了固态存氢运输方式。固态存氢运输是通过物理或化学方式使氢气与储氢材料结合,实现氢气的存储和运输。常见储氢材料有金属合金、碳材料等。固态存氢运输具有体积储氢率高、放氢纯度高、储氢压力低、安全性好等优势。然而,当前主流金属储氢材料仍存在质量储氢率较低、循环性能较差等问题,尚处于技术攻关及示范应用阶段。

二、“西氢东送”来了!

起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市的燕山石化,管道规划经过内蒙古、河北、北京等3省区市、9个县区,全长400多公里——这是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。

管道一期运力10万吨/年,预留50万吨/年的远期提升潜力。同时,将在沿线多地预留端口,便于接入潜在氢源。

管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,助力京津冀氢能走廊的高效构建;大力缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性的示范引领作用,助力我国能源转型升级。

事实上,全球利用管道输送氢气至今已有80余年历史,早在1938年,德国就建成了世界上第一条氢气长输管道,全长215公里,主要用于化工厂氢资源匹配利用。随着氢气利用量增大和应用场景多样化,目前全球范围内氢气输送管道规模越来越大,总里程已超过4600公里。

我国内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、青海等地风光绿电资源富足,这意味着我国西部地区具有大规模绿氢资源潜力。另外,我国东部地区和南部地区经济发达,氢能无论是工业应用还是民用,都具有巨大市场潜力。

“西氢东送”都是能源与市场匹配的最佳路径,可以有效解决能源分布与市场分布之间的错配,助力我国能源产业健康有序发展。

从“西气东输” 到“西氢东送”,两字之变蕴含着国家能源建设发展格局的深刻变化。

三、“西氢东送”如何实现?产业潜力如何?

我国天然气管道网络发达,截至2021年,全国主干天然气管道总里程达到11.6万公里,已形成“西气东输”“北气南下”供气格局,实现“全国一张网”全面互联互通。

相比之下,我国的氢气管道建设仍处于起步阶段,截至目前,国内总里程仅400公里,在用的管道只有百公里左右,管道建设进度较慢。

因此,一方面要加快氢气管道的建设,一方面利用现有的天然气管道进行混合氢气运输,也是一个不错的选择。天然气掺氢管输已被多个国家列入氢能产业规划,据有关统计,目前全球已开展近40个掺氢天然气管道输送系统应用示范项目。

4月16日,中国石油宣布,用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得了突破。

在宁夏银川宁东天然气掺氢管道示范平台,氢气被以一定体积比例,掺入天然气之中,利用现有的天然气管道进行输送。

一条管道,同时运送天然气和氢气,一举两得,这为我国今后实现大规模、低成本的远距离氢能运输提供了技术支撑。

“西氢东送”产业潜力如何?氢能是公认的重工业、重型交通运输等难脱碳领域实现碳减排的重要解决方案,而且氢具有相对易储存的特性,可以很好适应未来高比例可再生能源情景下电力系统调峰需求。在我国构建新型能源体系的进程中,氢能将发挥重要作用。近几年,我国着力布局氢能产业,氢能产业发展潜力正逐渐释放。

自2019年,我国氢产业驶入了发展快车道。2022年3月23日,国家发改委、国家能源局印发了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,提出要建立“1+N”政策体系,明确氢能战略定位,部署产业发展重点任务。

截至2022年底,我国各地方政府发布氢能政策超300项,政策类型多方面,支持方向以氢能交通应用向跨行业耦合应用场景拓展。与此同时,企业也积极行动起来。当前,中央企业正在加快布局氢产业链,覆盖了煤炭、电力、核能等各个重要的能源领域。

《中国油气产业分析与展望蓝皮书》显示,2022年,全球部署的加氢站数量达到814座,中国共建成投运加氢站274座,同比增加25.7%,位居世界第一,占全球的33.7%。

未来,随着氢能产业的快速发展,氢的规模化储运需求将大幅提升,管道和管网将成为一定区域内氢气经济高效输送的重要方式。因此,立足氢能产业发展要求,全面统筹并科学推进输氢管道及输氢微管网建设,对我国氢产业链全面协调发展具有重要作用。

文章来源: 锂电百科,中国军号,市场资讯

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