天然气管道管道输氢现状｜男人不喝酒

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天然气管道管道输氢现状

2022-01-04 10:58:16 评论（0）

为有效解决能源短缺、环境污染问题，我国提出 “2030年碳达峰、2060年碳中和”目标。氢能作为一种来源广、零污染、零碳排的绿色能源，被认为是清洁多能的二次能源载体。目前多个省市已发布氢能发展“十四五”规划，将逐步降低石化能源的供应占比，提高氢能等清洁能源的使用比例。

运输成本是制约氢能发展的关键因素之一。氢气长输管道的造价约为天然气管道的2～3倍，对现有天然气管道设施进行改造，可避免庞大的输氢管网建设投资，是解决氢气规模化运输的有效途径。

氢制取技术。氢制取技术按生产来源划分为“灰氢” “蓝氢”“绿氢”三类。“灰氢”利用石化燃料制取氢气，成本低但碳排量大。“蓝氢”利用石化燃料制氢的同时，配合碳捕捉和碳封存技术，碳排放强度低但捕集成本较高。“绿氢”利用风电等可再生能源制备氢气，目前成本高，是未来主要的发展趋势。

管道输氢现状。目前国内外氢气长输管道建设尚处于初级阶段，全球范围内输氢管道总长度不到6000公里。世界上最早的掺氢天然气管网之一位于夏威夷，自20世纪70年代运营至今，其掺氢比例约12%（体积分数）。欧洲是迄今为止掺氢输送技术最先进和得到政府支持力度最大的地区。部分国家对天然气掺氢比例进行了限制，如德国天然气配送系统的掺氢上限为10%，法国为6%，意大利为5%（未明确管道类型），澳大利亚为4%等。

面临的问题。氢是元素周期表中第一号元素，是100多个元素中原子最小的一个，又轻又小，跑得最快也最会“钻空子”。氢有一个活跃电子，可以很容易迁移到大多数金属晶体结构中，管道特别是焊缝长期暴露于其中可能会发生氢脆和开裂。因此，管道材料氢脆失效和氢气渗漏是天然气管道输氢改造需要关注的两个主要问题。不同强度钢材的氢脆敏感性不同，需要根据管道材质和压力高低确定相应的掺氢比例，同时也要对设备设施进行改造，提高气密性和抗氢脆能力。天然气和氢气在加注阶段的混合及在下游的提取分离也是未来需要关注的问题。

作者简介：

刘权，1981年生，毕业于河北大学机械设计制造及其自动化专业，国家管网集团北京管道有限公司技术研究中心高级工程师，一直从事管道腐蚀防护和完整性管理工作。

来源：《管道保护》2021年第6期（总第61期）

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