近日接連有兩條輸氫管道的消息，1月17日，內(nèi)蒙興安盟行署與昆侖氫能有限公司、興安盟吉通天然氣有限公司簽署合作協(xié)議。三方圍繞扎魯特旗-烏蘭浩特氫混天然氣長(zhǎng)輸管線及興安盟新能源大基地項(xiàng)目進(jìn)行了深入探討。
其中探討的那條“扎-烏”氫混天然氣長(zhǎng)輸管線每年可為興安盟城區(qū)及沿線各類用戶輸送10億立方米天然氣，同時(shí)具備高比例摻氫功能；新能源大基地所發(fā)綠電優(yōu)先電解水制取綠氫，以管線形式輸送，滿足興安盟及蒙東地區(qū)氫氣需求。
另一條消息是1月16日《北京日?qǐng)?bào)》發(fā)布的消息，中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司聯(lián)合濰柴動(dòng)力、國(guó)家電投、山東大學(xué)、華潤(rùn)燃?xì)狻⒏廴A燃?xì)獾?4家單位的氫能輸送項(xiàng)目成功申報(bào)，并將在項(xiàng)目基礎(chǔ)上建成純氫管道實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成100公里純氫管網(wǎng)示范及10萬(wàn)戶摻氫示范設(shè)計(jì)工作。
總長(zhǎng)已過(guò)1800公里
氫能輸送管道在氫能行業(yè)中的“卡脖子”效應(yīng)明顯，自去年以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)有輸氫管道開建或者完工的消息傳出，大大提升了我國(guó)輸氫管道的長(zhǎng)度。據(jù)國(guó)際能源網(wǎng)/氫能匯（微信公眾號(hào)：h2-2005）統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有17條管線建成或者列入規(guī)劃當(dāng)中，尤其是中石油和中石化在2022年12月非常給力的兩條消息傳出，一下子為輸氫管線增加了900公里的預(yù)期。
12月2日，有消息傳出，中石化宣布將投資200億元用于在內(nèi)蒙古烏蘭察布建設(shè)綠色電力和氫能綜合項(xiàng)目。該計(jì)劃包括陸上風(fēng)電制氫一體化工程和輸氫管道。這條輸氫管道長(zhǎng)達(dá)400公里，將連接烏蘭察布的制氫廠和中石化在北京的燕山石化，管道的年吞吐量為10萬(wàn)噸氫氣。這一條管線的也在2023年1月4日內(nèi)蒙古能源局的通知中得到體現(xiàn)。
12月23日，內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)研究院與中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司、中太（蘇州）氫能源科技有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。三方將合作共建烏海至呼和浩特輸氫管道暨“內(nèi)蒙古氫能走廊”項(xiàng)目，該項(xiàng)目擬建設(shè)我國(guó)壓力最高、長(zhǎng)度最長(zhǎng)的氫氣干線管道。項(xiàng)目以烏海藍(lán)氫基地為起點(diǎn)，途經(jīng)黃河幾字彎大型清潔能源基地，建成后將是聯(lián)通蒙東、蒙西的重要?dú)淠軆?chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施、建設(shè)內(nèi)蒙古氫能經(jīng)濟(jì)走廊的核心儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施。
目前我國(guó)輸氫管線包括規(guī)劃中的在內(nèi)，總長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)1800公里。其中有10條純氫管道，5條摻氫管道，另外兩條比較特殊的，包含純氫管道和摻氫試驗(yàn)平臺(tái)。
1月16日，國(guó)石油天然氣管道工程有限公司還表示，正在規(guī)劃建設(shè)京津冀氫能管網(wǎng)、西部氫能管網(wǎng)等國(guó)內(nèi)氫能管網(wǎng)開放大平臺(tái)。隨著規(guī)劃的進(jìn)一步落實(shí)，我國(guó)輸氫管道的長(zhǎng)度會(huì)出現(xiàn)可喜變化。
中石油的項(xiàng)目最多
中石油在管道建設(shè)有優(yōu)勢(shì)，輸氫管道建設(shè)也建設(shè)項(xiàng)目最多，有9個(gè)項(xiàng)目：
濟(jì)源-洛陽(yáng)氫氣管道工程：這是中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司完成的第一個(gè)項(xiàng)目，該管道是國(guó)內(nèi)目前管徑最大、輸量最高的氫氣管道，是典型的長(zhǎng)輸工程，共計(jì)25km，設(shè)計(jì)壓力4MPa，已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了6年。
定州-高碑店氫氣管道工程：這是該公司籌劃的第二個(gè)項(xiàng)目。這是首條燃料電池級(jí)的氫氣管道，起于北京東南角的高碑店，主要為沿線的加氫母站進(jìn)行供氣，目前在初測(cè)試階段，管徑D508mm，管材為L(zhǎng)245N，設(shè)計(jì)壓力是4MPa，最大輸量是是10萬(wàn)噸/年，可滿足2030年環(huán)京津冀地區(qū)氫燃料電池汽車的加氫需求。
內(nèi)蒙達(dá)茂-工業(yè)區(qū)氫氣管道工程：該條管道采用棄電進(jìn)行制氫，用于冶煉化工項(xiàng)目，長(zhǎng)度是160km，管徑是D610mm，管材為L(zhǎng)245N，設(shè)計(jì)壓力是6.3MPa，一期年輸送能力達(dá)10萬(wàn)噸/年，二期達(dá)30萬(wàn)噸/年。
國(guó)家干線陜寧一線摻氫示范項(xiàng)目：已完成建設(shè)。線路全長(zhǎng)97km，摻氫比例為5%，管徑D323.9mm，管材L360Q無(wú)縫鋼管，設(shè)計(jì)壓力4MPa，一期計(jì)劃輸量4.2萬(wàn)噸/年，二期規(guī)劃11.7萬(wàn)噸/年。
廣東海底摻氫管道：將在廣東湛江打造，充分發(fā)揮海南島的風(fēng)電和光伏制氫，摻入到國(guó)家干線里面，該項(xiàng)目在前期實(shí)施階段，管道設(shè)計(jì)的管徑是D610mm，管材L415M，設(shè)計(jì)壓力4.0MPa，設(shè)計(jì)年輸量為40億方。
寧夏寧東天然氣摻氫降碳示范化工程：2022年8月中試主體完工，項(xiàng)目包括7.4公里的輸氫主管線及一個(gè)燃?xì)夤芫W(wǎng)摻氫試驗(yàn)平臺(tái)。這個(gè)項(xiàng)目致力于打造成為國(guó)家首個(gè)省級(jí)摻氫綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，摻混比例是20%，可測(cè)試在3%-25%的摻氫比例下管材、流量計(jì)、閥門、檢測(cè)儀表、可燃?xì)怏w探測(cè)器的適應(yīng)性。
玉門油田水電廠氫氣輸送管道：2022年8月建成，長(zhǎng)5.5公里，年輸氫量7000噸。是玉門油田160兆瓦可再生能源制氫示范項(xiàng)目的重要配套工程，該項(xiàng)目是中石油首條綠氫輸送管道，也是國(guó)內(nèi)首個(gè)綠氫輸送管道。
烏海至呼和浩特輸氫管道暨“內(nèi)蒙古氫能走廊”項(xiàng)目：2022年12月23日有消息披露稱，內(nèi)蒙古科學(xué)技術(shù)研究院與中國(guó)石油天然氣管道工程有限公司、中太（蘇州）氫能源科技有限公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。三方將合作共建該項(xiàng)目，從烏海到呼和浩特直線距離超過(guò)500公里，所以這是我國(guó)壓力最高、長(zhǎng)度最長(zhǎng)的氫氣干線管道。
山東100公里純氫管網(wǎng)示范項(xiàng)目：2023年1月16日披露消息顯示，中石油已申報(bào)成功的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)《管道氫氣在城鎮(zhèn)供能領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研究與規(guī)模應(yīng)用》。這一重點(diǎn)專項(xiàng)是科技部組織重大科技示范工程“氫進(jìn)萬(wàn)家”的重要組成部分，由中石油管道局聯(lián)合濰柴動(dòng)力、國(guó)家電投、山東大學(xué)、華潤(rùn)燃?xì)狻⒏廴A燃?xì)獾?4家單位成功申報(bào)，將深入研究輸氫管材、設(shè)備、連接密封、安全保障等方面內(nèi)容。項(xiàng)目主體未來(lái)將依托課題建成純氫管道實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成100公里純氫管網(wǎng)示范及10萬(wàn)戶摻氫示范設(shè)計(jì)工作。
氫管道建設(shè)加快輸氫卡脖子難題解決
對(duì)于大規(guī)模集中制氫和長(zhǎng)距離輸氫來(lái)說(shuō)，管道運(yùn)輸是最經(jīng)濟(jì)的方式。國(guó)外氫氣管道研究起步較早，北美和歐洲等地區(qū)先后建成多條氫氣長(zhǎng)輸管線。1939年，德國(guó)建設(shè)了一條長(zhǎng)約208km的管道，管徑254mm，運(yùn)行壓力2MPa，氫氣輸送量達(dá)9000kg/h，這是比較早期的一條管線。歐洲地區(qū)，目前建成的最長(zhǎng)的氫氣管道由法國(guó)液化空氣集團(tuán)所有，該管道從法國(guó)北部一直延伸至比利時(shí)，全長(zhǎng)約402km。根據(jù)歐洲的規(guī)劃，預(yù)計(jì) 2040 年，歐洲將建成4萬(wàn)公里的氫氣輸送管道。去年年底到今年年初，歐洲不時(shí)有氫能跨國(guó)通道要籌建的消息傳來(lái)。
根據(jù)中國(guó)企業(yè)的規(guī)劃，歐洲輸氫管道最長(zhǎng)紀(jì)錄即將要被中國(guó)所打破。除了輸氫，中國(guó)的管道建設(shè)也非常關(guān)注摻氫管道的試驗(yàn)。
“摻氫輸送技術(shù)”的概念早在1972年已經(jīng)提出，摻氫技術(shù)的應(yīng)用始于上世紀(jì)90年代、80年代，那時(shí)是煤氣管道摻氫。像義馬-鄭州、達(dá)連河-哈爾濱、烏海-銀川這些輸送煤氣的管道的摻氫比例高達(dá)60%-73.5%。
近年來(lái)，我國(guó)氫能與燃料電池技術(shù)發(fā)展的不斷成熟一定程度上促使了天然氣管道加氫輸送技術(shù)的進(jìn)步。對(duì)于混氫允許的比例水平，不同國(guó)家有不同的要求，其中，德國(guó)允許的摻氫比例是10%，是當(dāng)時(shí)摻氫、純氫、應(yīng)用水平最高的國(guó)家。
日本、韓國(guó)和中國(guó)都在不斷對(duì)摻氫管道進(jìn)行試驗(yàn)，并不斷提升摻氫比例。國(guó)家電投在遼寧朝陽(yáng)的項(xiàng)目起到了很好的示范作用。中石油在寧夏寧東天然氣摻氫降碳示范化工程中已經(jīng)將摻混比例提升至20%。
氫能運(yùn)輸卡脖子難題，有兩條是被公認(rèn)的解決路徑，一是轉(zhuǎn)化為氨，二是建設(shè)或利用天然氣管道進(jìn)行運(yùn)輸。轉(zhuǎn)化為氨在國(guó)內(nèi)的新能源大基地建設(shè)中已經(jīng)越來(lái)越多被采納，國(guó)際能源網(wǎng)/氫能匯已經(jīng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)匯總分析（投資超1500億！年產(chǎn)能超259萬(wàn)噸！氨氫一體化項(xiàng)目何其多？），針對(duì)國(guó)內(nèi)輸氫管道，國(guó)內(nèi)的建設(shè)也是突飛猛進(jìn)。
管道輸氫是突破我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)發(fā)展瓶頸的優(yōu)先方向和現(xiàn)實(shí)選擇。安全高效的輸氫技術(shù)是氫能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提，我國(guó)已經(jīng)在技術(shù)和項(xiàng)目開始了轟轟烈烈的征程。
