我國(guó)首次高壓力純氫管道試驗(yàn)成功！

 

 

圖源央視財(cái)經(jīng)

 

本次試驗(yàn)分為充氫測(cè)試和純氫爆破測(cè)試兩個(gè)階段。試驗(yàn)管材包括高阻隔柔性復(fù)合管、塑料合金復(fù)合管、小口徑熱塑性復(fù)合管三種非金屬管道及低鋼級(jí)金屬管道。充氫測(cè)試通過模擬管道真實(shí)輸送環(huán)境，保持6.3MPa運(yùn)行壓力，經(jīng)過30天測(cè)試，驗(yàn)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(cè)試將高阻隔柔性復(fù)合管升壓至9.45MPa，實(shí)施全尺寸純氫氣爆破，進(jìn)一步驗(yàn)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(guó)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(fù)合材料輸氫管道尚無應(yīng)用案例。本次試驗(yàn)是國(guó)內(nèi)首次對(duì)DN250口徑、6.3MPa輸氫非金屬管道和在役金屬管道進(jìn)行的在線測(cè)試，管道尺寸及試驗(yàn)壓力均超過國(guó)內(nèi)已建純氫管道主要運(yùn)行指標(biāo)；也是國(guó)內(nèi)首次對(duì)非金屬管道進(jìn)行高壓純氫爆破試驗(yàn)，為管道運(yùn)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(shí)，此次對(duì)常規(guī)油氣管道、閥門、密封法蘭等設(shè)備進(jìn)行純氫輸送環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試，為在役油氣管道改輸氫氣提供了技術(shù)支撐。

 

本次試驗(yàn)利用國(guó)內(nèi)首個(gè)多介質(zhì)、多材質(zhì)、多尺寸管道試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)開展。該平臺(tái)由國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)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(yàn)場(chǎng)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(cè)試要求。同時(shí)，利用自主開發(fā)的控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)壓力、溫度等工藝參數(shù)遠(yuǎn)傳、閥門自動(dòng)控制、測(cè)試數(shù)據(jù)上傳等功能。平臺(tái)建成以來，吸引了國(guó)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(jì)等設(shè)備設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和適應(yīng)性研究，為國(guó)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(bǔ)了國(guó)內(nèi)高壓力純氫測(cè)試平臺(tái)空白。

 

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)介紹，開展此次純氫爆破試驗(yàn)的國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)管道斷裂控制試驗(yàn)場(chǎng)，是繼英國(guó)、意大利之后全球第三個(gè)管道斷裂控制試驗(yàn)場(chǎng)，也是國(guó)內(nèi)唯一具備高鋼級(jí)、大口徑、多介質(zhì)管道全尺寸爆破試驗(yàn)技術(shù)條件的試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)場(chǎng)先后實(shí)施了1219/1422mm、X80/X90、12/13.3MPa不同規(guī)格、不同鋼級(jí)、不同環(huán)境下的6次全尺寸氣體爆破試驗(yàn)和2次低溫止裂試驗(yàn)，為中俄東線等長(zhǎng)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(chǔ)存、安全可控等顯著優(yōu)勢(shì)，據(jù)《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》，氫能是國(guó)家能源體系的重要組成部分，是用能終端實(shí)現(xiàn)綠色低碳的重要載體。目前，已有多個(gè)省市制定并發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展政策。

 

當(dāng)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(chǔ)運(yùn)、氫加注三個(gè)環(huán)節(jié)的成本。在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸是氫能產(chǎn)業(yè)目前主要攻堅(jiān)的關(guān)鍵問題。相關(guān)報(bào)道指出，隨著我國(guó)首次高壓力純氫管道試驗(yàn)取得成功，為我國(guó)今后實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、低成本的遠(yuǎn)距離純氫運(yùn)輸提供技術(shù)支撐。

 

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

 

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

 

低溫液氫運(yùn)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(yùn)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(yùn)輸效率更高。這種運(yùn)氫方式，運(yùn)輸成本受距離影響較小，適用于長(zhǎng)距離運(yùn)輸。但液氫罐車運(yùn)輸制取液氫的能耗較高，對(duì)液氫儲(chǔ)罐的材料和工藝要求高，安全防護(hù)技術(shù)非常復(fù)雜。

 

管道運(yùn)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(jìn)行運(yùn)輸。管道運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離、低成本運(yùn)輸?shù)闹匾绞健２贿^，氫氣管道的成本依然是制約管道運(yùn)輸?shù)闹匾蛩亍＠矛F(xiàn)有天然氣管道摻氫運(yùn)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(yùn)輸?shù)难芯繜狳c(diǎn)。而建設(shè)專用純氫氣運(yùn)輸管道，則是輸氫管道建設(shè)的“終極形態(tài)”。

 

隨著國(guó)家對(duì)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(guó)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(guó)一張網(wǎng)”建設(shè)實(shí)施方案》，標(biāo)志著我國(guó)氫氣長(zhǎng)距離輸送管道進(jìn)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(diǎn)位于北京市的燕山石化，管道全長(zhǎng)400多公里，是我國(guó)首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長(zhǎng)距離的純氫輸送管道。{相關(guān)閱讀：一期運(yùn)力10萬噸/年！我國(guó)首條“西氫東送”管道納入國(guó)家規(guī)劃}

 

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

 

總的來說，管道輸氫是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模、長(zhǎng)距離、低成本運(yùn)輸?shù)闹匾绞健?guó)家管網(wǎng)集團(tuán)按照國(guó)家《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021-2035年）》要求，積極穩(wěn)妥實(shí)施管網(wǎng)“雙碳”行動(dòng)方案，加快推進(jìn)氫氣、二氧化碳等多種介質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)前沿技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)天然氣管輸業(yè)務(wù)與全國(guó)新能源業(yè)務(wù)融合發(fā)展，助力氫能“制儲(chǔ)輸用”全鏈條產(chǎn)業(yè)建設(shè)。