合理匹配各類儲運方式 著力破解綠氫輸送難題
氫能運輸網絡的建設是一項系統(tǒng)性工程,,應根據市場需求特點,,合理匹配各類儲運方式,逐步提高氫氣儲存和運輸能力,,為構建新型能源體系提供有力支撐,。
綠氫替代的關鍵掣肘是輸送問題,。中國石化近日透露,全長400多公里的“西氫東送”輸氫管道示范工程已納入《石油天然氣“全國一張網”建設實施方案》,,標志著我國氫氣長距離輸送管道進入新發(fā)展階段,。管道建成后,將用于替代京津冀地區(qū)現有的化石能源制氫及交通用氫,,大力緩解我國綠氫供需錯配矛盾,,為破解大規(guī)模綠氫運輸難題探路。
氫能是世界公認的清潔能源,,也是各國能源轉型的重點方向之一,。目前我國使用的氫氣大多是石化企業(yè)的工業(yè)副產氫,從生產源頭看并不“清潔”,,氫能轉型的目標是采用可再生能源發(fā)電,,再電解水制取綠氫進行替代。我國東部地區(qū)氫氣需求量大,,但制綠氫成本高,;西部地區(qū)擁有豐富的風、光資源,,在低成本,、大規(guī)模制取綠氫方面有得天獨厚的優(yōu)勢。據預測,,在2060年前實現碳中和目標下,,我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右,而西部地區(qū)可開發(fā)的綠氫資源超過3億噸,,完全能夠滿足我國可持續(xù)發(fā)展的能源需求,。
“西氫東送”是綠氫替代的較好方案,但要把綠氫安全,、高效,、低成本輸送到東部市場是個難題。制取,、儲運和應用是氫能產業(yè)的三大環(huán)節(jié),,氫的存儲運輸是連接氫氣生產端與需求端的關鍵。由于氫氣在常溫常壓狀態(tài)下單位體積能量密度低,且易燃易爆,,受此影響氫氣的安全高效輸送和儲存難度較大,,導致儲輸環(huán)節(jié)成本占比在現有氫能產業(yè)鏈中接近一半。若不能有效降低運輸成本,,再便宜的氫源到了東部市場也喪失了競爭力,。因此,提升氫儲運技術水平是綠氫大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提,。
基礎設施建設是向新型能源系統(tǒng)轉換的關鍵,。針對我國能源稟賦,大規(guī)模集中制氫和氫能長距離運輸成為一大趨勢,。目前長管拖車仍是我國長距離氫氣運輸的主要方式,,但這種方式成本高、效率低,,無法實現規(guī)?;\輸,極大制約了產業(yè)發(fā)展,。管道輸送儲運能效高,、輸送能力強、維護成本較低,,是一種經濟可行的運輸方式,。正如石油、天然氣憑借成熟的管網系統(tǒng)實現了對煤炭的快速替代,,管道輸氫也有助于擴大綠氫消費半徑和銷量,。歐美是世界上最早發(fā)展氫氣管網的地區(qū),已有70年歷史,,目前全球范圍內氫氣輸送管道總里程已達5000公里左右,,我國輸氫管道建設尚處于起步階段,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
短期看,,通過改造利用現有天然氣管網是更佳選擇,。由于管道鋪設難度大,一次性投資成本高,,只有當氫氣下游需求足夠支撐大規(guī)模的氫能輸送時,,管道輸氫才具備明顯成本優(yōu)勢,在當前加氫站尚未普及,、站點較為分散的情況下,,管道運氫的成本優(yōu)勢并不明顯。研究結果表明,,在含量較低時氫氣可以在不做重大技術調整的情況下?lián)交焯烊粴?。通過天然氣管網摻氫輸送,,無需投資建設新的基礎設施,可直接利用現有天然氣管網輸送氫氣,,實現低成本、規(guī)?;?、連續(xù)性氫能供應。為充分利用現有天然氣管道,,還需要解決管材,、調壓站、流量計,、探測器等配套裝備的摻氫適應性,,并提升管網安全運行保障標準和技術。
輸氫管道投資拉動效益顯著,。隨著氫氣需求量和輸送量的增加,,制氫端對電解槽的需求也有望增加。在管道的建設過程中,,還需要配套相應的增壓站,、集輸站點,相應的氫氣壓縮設備,、儲氫罐需求也將迎來增長,。氫能成本的降低也有助于促進加氫站建設,改善其盈利水平,。據預測,,氫能儲運設備市場規(guī)模將達千億元級別。
采取管道輸氫的同時,,也要積極革新公路運輸技術,。在輸氫管道無法覆蓋的市場末端,仍然需要公路運輸作為補充,。日前,,由上海交通大學等聯(lián)合研發(fā)的噸級鎂基固態(tài)儲氫車正式亮相。該車將氫氣存儲在鎂合金材料中,,從運輸氣體變成運輸固體,,可實現氫氣的長距離、常溫常壓安全儲運,,并具備大容量,、高密度、可長期循環(huán)儲放氫的能力,,運氫成本僅為長管拖車的三分之一,。未來,,要繼續(xù)加大科技創(chuàng)新力度,研發(fā)新材料,、新裝備,,推動更安全高效的新型儲運方式邁向商業(yè)化。
氫能運輸網絡的建設是一項系統(tǒng)性工程,,應根據市場發(fā)展初期,、中期和遠期不同階段的需求特點,合理匹配低壓高壓,、氣態(tài)液態(tài)固態(tài)等各類儲運方式,,逐步提高氫氣儲存和運輸能力,著力破解綠氫“行路難”,,為構建新型能源體系提供有力支撐,。(經濟日報 王軼辰)
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