一、前言

氫能作為清潔、高效、應(yīng)用場(chǎng)景多元的能量載體，是連接傳統(tǒng)化石能源與可再生能源的橋梁，成為當(dāng)前能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。發(fā)展氫能，可以有效優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低傳統(tǒng)化石能源的消費(fèi)量，促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)；將有效減少碳排放并降低環(huán)境污染，支持實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。以氫能為要素之一，構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，是落實(shí)能源安全新戰(zhàn)略、推進(jìn)能源革命的重要依托，對(duì)于新時(shí)期能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要意義。

氫能產(chǎn)業(yè)分為上游制氫、中游儲(chǔ)運(yùn)、下游應(yīng)用，涉及制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫、用氫等環(huán)節(jié)，具有鏈條長(zhǎng)、關(guān)聯(lián)度強(qiáng)、輻射廣等特點(diǎn)。目前，我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)鏈的上游、下游分布存在嚴(yán)重的空間不均衡情況，因而大規(guī)模集中制氫、長(zhǎng)距離輸氫將是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；在制氫成本持續(xù)走低的前景下，氫能的儲(chǔ)運(yùn)效率成為制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)。適用于大規(guī)模氫能運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)方案主要有集裝管束運(yùn)輸、管道運(yùn)輸、液氫槽車(chē)運(yùn)輸?shù)?，其中管道運(yùn)輸具有運(yùn)量大、距離長(zhǎng)、能耗少、成本低等優(yōu)勢(shì)，也是相對(duì)經(jīng)濟(jì)且低碳的方式。目前，世界氫氣管道總里程超過(guò)4600 km，發(fā)達(dá)國(guó)家的氫氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)及輸氫技術(shù)較為成熟。在我國(guó)，純氫管道建設(shè)進(jìn)展緩慢（總里程約為100 km），管道輸氫技術(shù)體系仍在發(fā)展完善過(guò)程中，不能滿足大規(guī)模氫能應(yīng)用的實(shí)際需求；純氫管道的初始投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)，很難在短期內(nèi)形成與氫能發(fā)展需求相匹配的輸運(yùn)規(guī)模。

值得指出的是，近年來(lái)我國(guó)天然氣管網(wǎng)基本建成，實(shí)現(xiàn)了天然氣干線管道的互聯(lián)互通；若在天然氣中摻入一定比例的氫氣以組成摻氫天然氣，通過(guò)天然氣管網(wǎng)將摻氫天然氣輸送至終端用戶，隨后或者直接利用、或者提氫后分別單獨(dú)使用，將大幅提升氫能的時(shí)空調(diào)配規(guī)模與效率，實(shí)質(zhì)性推動(dòng)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。也要注意到，天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范的起步階段，技術(shù)體系的成熟度、摻氫天然氣的使用效能及潛在影響均具有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。為此，本文基于天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成，探討天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的價(jià)值，梳理天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的國(guó)際進(jìn)展、國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀、關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)而提出培育天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議，以期為相關(guān)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展研究提供基礎(chǔ)參考。

二、 天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈范疇

《中共中央 國(guó)務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》（2021年）要求統(tǒng)籌推進(jìn)氫能“儲(chǔ)輸用”全鏈條發(fā)展。天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)作為氫能“儲(chǔ)輸”的重要依托，需要從上游制氫到下游摻氫天然氣終端利用等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)支撐。

制氫技術(shù)路線主要有化石燃料重整制氫（如煤制氫、天然氣制氫）、工業(yè)副產(chǎn)氫（如焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫）、清潔能源電解水制氫、其他制氫新技術(shù)（如太陽(yáng)能光解水制氫、生物質(zhì)制氫。我國(guó)是世界最大的制氫國(guó)，制氫產(chǎn)量約為3300萬(wàn)t/a；煤制氫作為我國(guó)現(xiàn)階段的主要方案，技術(shù)成熟度高且成本相對(duì)低，但碳排放量大、環(huán)境污染問(wèn)題不容忽視。未來(lái)隨著風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源發(fā)電成本的降低，“可再生能源+電解水制氫”將降低碳排放強(qiáng)度，成為大規(guī)模制氫的優(yōu)選方案。

天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)包括混氫、摻氫天然氣儲(chǔ)運(yùn)，按照應(yīng)用場(chǎng)景可分為向天然氣長(zhǎng)輸管道、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)摻混一定比例氫氣來(lái)分別實(shí)現(xiàn)天然氣摻氫輸送。天然氣、氫氣均為清潔能源氣體，天然氣儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵設(shè)備對(duì)氫氣均有一定的適應(yīng)性；但天然氣與氫氣在能量密度、爆炸極限、擴(kuò)散系數(shù)等特性方面又有明顯差別，使得天然氣摻氫輸送對(duì)管材的適應(yīng)性有特定要求，也會(huì)對(duì)壓縮機(jī)、調(diào)壓器、儲(chǔ)氣庫(kù)、儲(chǔ)罐、閥門(mén)等關(guān)鍵設(shè)備性能產(chǎn)生潛在影響。已有研究表明，利用天然氣管網(wǎng)輸送低摻氫比天然氣，原有管網(wǎng)的適應(yīng)性較好；輸送高摻氫比天然氣，則需要更新（或改造）原有管材及設(shè)備，升級(jí)安全防控與應(yīng)急技術(shù)體系。

天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)主要是終端多元應(yīng)用生態(tài)。居民用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)用戶等終端用戶，既可直接使用摻氫天然氣，也可將摻氫天然氣進(jìn)行提氫分離后再分別使用。例如，建筑領(lǐng)域可將摻氫天然氣應(yīng)用于燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴?、燃?xì)獗趻鞝t、小型鍋爐等；工業(yè)領(lǐng)域可將摻氫天然氣應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、工業(yè)窯爐、工業(yè)燃燒器等。摻氫天然氣在交通領(lǐng)域也有良好的應(yīng)用前景，如使用摻氫天然氣燃料可有效提高天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率并降低污染物排放。

三 、發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的重要價(jià)值

（一 ）突破氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展瓶頸

當(dāng)前，氫能儲(chǔ)運(yùn)成本約占到“制儲(chǔ)輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈總成本的30%~40%，在我國(guó)氫能儲(chǔ)運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展薄弱的條件下，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遭遇“卡脖子”環(huán)節(jié)。按照氫能輸送狀態(tài)的不同，運(yùn)輸方式分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)3類；氣氫輸送以長(zhǎng)管拖車(chē)、純氫管道輸送、天然氣管道摻氫輸送為主，液氫輸送以液氫罐車(chē)、專用液氫駁船、液氫管道為主。一般認(rèn)為，長(zhǎng)管拖車(chē)在運(yùn)輸距離小于200 km時(shí)具有成本優(yōu)勢(shì)；液氫遠(yuǎn)距離輸送優(yōu)勢(shì)明顯，但在現(xiàn)有技術(shù)條件下液化系統(tǒng)能耗高且初始投資大。

相較而言，純氫管道輸送、天然氣管道摻氫輸送都能夠?qū)崿F(xiàn)氫能的遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、低能耗運(yùn)輸，但我國(guó)的純氫管道規(guī)劃與建設(shè)剛剛起步，形成大規(guī)模輸氫能力必然需要較長(zhǎng)的周期。我國(guó)天然氣管網(wǎng)總里程約為11萬(wàn)km，“全國(guó)一張網(wǎng)”已基本建成，2025年總里程將達(dá)到16.3萬(wàn)km，這就為發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件?？梢哉J(rèn)為，以摻氫天然氣的形式開(kāi)展氫能儲(chǔ)運(yùn)與利用，將是快速突破氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展瓶頸的主要方式。

（二）解決可再生能源消納問(wèn)題

我國(guó)西部地區(qū)風(fēng)能、太陽(yáng)能資源豐富，而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡使得西部地區(qū)難以實(shí)現(xiàn)可再生能源的就地消納；可再生能源發(fā)電面臨間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性、調(diào)峰難等問(wèn)題，導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，利用可再生能源制儲(chǔ)氫，將促進(jìn)可再生能源的時(shí)空高效調(diào)配，提高可再生能源的消納利用水平。我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模超過(guò)10億kW（2021年），疊加未來(lái)繼續(xù)增長(zhǎng)的裝機(jī)量，為綠氫供給創(chuàng)造了極大空間。隨著可再生能源制氫技術(shù)的完善提升以及綜合成本的降低，積極發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)能夠規(guī)模化利用可再生能源制取的綠氫，有效解決可再生能源的就地消納問(wèn)題；這又將引導(dǎo)風(fēng)能、太陽(yáng)能等資源的全面開(kāi)發(fā)，從而進(jìn)一步提高可再生能源在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的滲透率。

（三）通過(guò)“氫進(jìn)萬(wàn)家”來(lái)緩解天然氣供應(yīng)壓力

2021年，我國(guó)能源消費(fèi)總量為52.4億tce，其中天然氣表觀消費(fèi)量為3726億m3（同比增長(zhǎng)12.7%）；結(jié)合天然氣產(chǎn)量（2076億m3，同比增長(zhǎng)7.8%）來(lái)看，我國(guó)天然氣供需存在明顯缺口。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，天然氣作為清潔低碳的終端能源類型，能夠與可再生能源發(fā)展形成良性互補(bǔ)的供能格局；2030年，我國(guó)天然氣年消費(fèi)量將達(dá)到5500億~6000億m3，年產(chǎn)量在2500億m3左右，供應(yīng)壓力進(jìn)一步加大 。摻氫天然氣能夠利用氫氣替代一部分天然氣消費(fèi)，若按摻氫比（體積比）10%~20%測(cè)算，同等熱值下，預(yù)計(jì)每年可替代100億~200億m3，將在一定程度上緩解天然氣的供應(yīng)緊張問(wèn)題。摻氫天然氣的多元化終端應(yīng)用，將促進(jìn)氫能生產(chǎn)與終端用能雙向協(xié)同，在參與保障天然氣供應(yīng)安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)“氫進(jìn)萬(wàn)家”。

（四）實(shí)現(xiàn)終端用能領(lǐng)域深度減碳

摻氫天然氣作為清潔低碳燃料，通過(guò)建成的天然氣管網(wǎng)輸送至工業(yè)、建筑、交通等難脫碳領(lǐng)域的終端用能設(shè)備，將降低終端用能的碳排放水平。荷蘭2007年開(kāi)展的天然氣摻氫示范項(xiàng)目表明，天然氣摻氫后能使燃燒產(chǎn)生的碳氧化物、氮氧化物排放量大幅降低。在建筑領(lǐng)域，利用摻氫天然氣供暖是實(shí)現(xiàn)建筑領(lǐng)域能源消費(fèi)低碳轉(zhuǎn)型最有潛力的發(fā)展方向。在交通領(lǐng)域，摻氫天然氣可提高天然氣內(nèi)燃機(jī)的熱效率并減少排氣損失，降低車(chē)輛尾氣中的甲烷排放量。基于現(xiàn)有技術(shù)，將低于一定比例的氫氣摻入天然氣管網(wǎng)，無(wú)需改造升級(jí)現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)設(shè)施，因此發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)在有效提高天然氣管網(wǎng)整體調(diào)峰能力的同時(shí)，支持實(shí)現(xiàn)終端用能的深度脫碳。

（五）帶動(dòng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新

發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)需要可再生能源制氫、儲(chǔ)氫、混氫、輸氫、提氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的綜合發(fā)展。與領(lǐng)域先行國(guó)家相比，我國(guó)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)起步較晚，摻氫天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉俄?xiàng)目稀少，缺乏全面的技術(shù)體系和成熟的工程實(shí)踐。著眼經(jīng)濟(jì)社會(huì)的實(shí)際需求，發(fā)展天然氣管道摻氫技術(shù)，必將帶動(dòng)從能源生產(chǎn)端到消費(fèi)端在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新，進(jìn)而提升我國(guó)能源領(lǐng)域高端裝備制造技術(shù)水平，催生能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)新動(dòng)力。如前所述，若按摻氫比（體積比）10%~20%測(cè)算，預(yù)計(jì)2030年有270萬(wàn)~630萬(wàn)t氫氣摻入天然氣管網(wǎng)；按照“制儲(chǔ)輸用”全生命周期成本（30元/kg）計(jì)算，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將達(dá)800~1800億元/年。

四、天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)

（一）國(guó)際天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

天然氣管網(wǎng)摻氫輸送技術(shù)理念在1972年即已提出。隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)、燃料電池技術(shù)的迭代升級(jí)，相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到更多關(guān)注。歐盟、德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)均發(fā)布了氫能戰(zhàn)略，認(rèn)為天然氣管道摻氫輸送、將天然氣基礎(chǔ)設(shè)施改造為氫能基礎(chǔ)設(shè)施是打破氫能運(yùn)輸瓶頸、促進(jìn)氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措（見(jiàn)表1）。在標(biāo)準(zhǔn)層面，國(guó)際上氫氣長(zhǎng)輸管道技術(shù)已經(jīng)成熟，對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究較為全面，如美國(guó)ASME B31.12—2019、歐洲CGAG-5.6—2005、亞洲AIGA 033/06—2006等。天然氣管道輸送技術(shù)形成了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系，如美國(guó)ASME B31.8—2018、ASCEALA—2001、加拿大CSA Z662—2011等。然而，天然氣管道摻氫輸送專用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系有待研究制定。

表1 主要國(guó)家和地區(qū)發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的相關(guān)規(guī)劃

在示范項(xiàng)目層面，諸多國(guó)家開(kāi)展了天然氣摻氫可行性研究、天然氣管道摻氫輸送示范工程建設(shè)，測(cè)試了不同比例的摻氫天然氣對(duì)管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、終端設(shè)備的影響；已開(kāi)展的天然氣摻氫示范項(xiàng)目的摻氫比多在5%~30%，氫源以可再生能源制氫為主。2004年，歐盟NaturalHy項(xiàng)目聯(lián)合15家天然氣企業(yè)開(kāi)展了天然氣管道摻氫的潛在影響研究，認(rèn)為天然氣管道中摻入20%的氫氣不會(huì)顯著增加爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)。2008年，荷蘭開(kāi)展了風(fēng)電制氫摻入天然氣管網(wǎng)VG2項(xiàng)目研究以明確摻氫比上限，2010年的平均摻氫比例達(dá)到12%。2014年，法國(guó)GRHYD項(xiàng)目探索將風(fēng)電制氫以不高于20%的比例注入天然氣管網(wǎng)供居民使用，通過(guò)加氣站為天然氣動(dòng)力客車(chē)提供摻氫比為6%~20%的摻氫天然氣。2019年，意大利國(guó)家天然氣管網(wǎng)公司開(kāi)展了5%氫氣摻入天然氣管網(wǎng)試驗(yàn)，目前摻氫比已提高至10%。2019年，英國(guó)公司將20%氫氣注入園區(qū)天然氣管網(wǎng)以研究摻氫天然氣對(duì)居民用戶的影響。2020年，澳大利亞啟動(dòng)了天然氣摻氫示范項(xiàng)目，將基于可再生能源的電解水制氫以10%比例摻入到天然氣管網(wǎng)并供用戶使用。美國(guó)HyBlend項(xiàng)目針對(duì)天然氣管道摻氫輸送的技術(shù)瓶頸環(huán)節(jié)，開(kāi)展長(zhǎng)期使用條件下天然氣管材和操作對(duì)氫氣的相容性評(píng)估。

（二）我國(guó)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)已是世界最大的制氫國(guó)，可再生能源裝機(jī)量保持領(lǐng)先，未來(lái)可再生能源制氫的發(fā)展?jié)摿薮?；基本建成了互?lián)互通的天然氣主干網(wǎng)，初步掌握了氫能“制儲(chǔ)輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈的主要技術(shù)與生產(chǎn)工藝，發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)條件良好。

《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見(jiàn)》《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035年）》密集發(fā)布，要求開(kāi)展摻氫天然氣管道及輸送關(guān)鍵設(shè)備安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和完整性評(píng)價(jià)，探索輸氣管道摻氫輸送等高效輸氫方式，開(kāi)展摻氫天然氣管道試點(diǎn)示范，逐步構(gòu)建低成本、多元化的氫能儲(chǔ)運(yùn)體系。然而，天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，尚未出臺(tái)國(guó)家層面的發(fā)展規(guī)劃。部分省份發(fā)布了地方氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，將天然氣摻氫技術(shù)作為氫能儲(chǔ)運(yùn)及終端應(yīng)用領(lǐng)域的突破口（見(jiàn)表2）。

表2 部分省份的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)劃情況

全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、全國(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)牽頭開(kāi)展了氫能領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂工作。我國(guó)已發(fā)布的氫能相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有90余項(xiàng)，但涉及天然氣摻氫技術(shù)的僅有《車(chē)用壓縮氫氣天然氣混合燃?xì)狻罚℅B/T 34537—2017）1項(xiàng)。此外，《煤制合成天然氣》（GB/T 33445—2016）規(guī)定了煤制合成天然氣一類氣中氫氣含量（摩爾分?jǐn)?shù)）不超過(guò)3.5%，二類氣中氫氣含量不超過(guò)5%；《進(jìn)入天然氣長(zhǎng)輸管道的氣體質(zhì)量要求》（GB/T 37124—2018）規(guī)定了天然氣中氫氣含量（摩爾分?jǐn)?shù)）不超過(guò)3%。

我國(guó)天然氣摻氫示范項(xiàng)目起步較晚，目前初步建成的有2個(gè)：遼寧省朝陽(yáng)市天然氣摻氫示范項(xiàng)目，氫源為電解水制氫，摻氫比例為10%，實(shí)現(xiàn)了制氫、儲(chǔ)運(yùn)、摻混、利用全鏈條驗(yàn)證；山西省晉城市天然氣摻氫示范項(xiàng)目，氫源為煤制氫。其他在建或規(guī)劃的示范性項(xiàng)目有12個(gè)。

五、發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題

天然氣管道摻氫輸送是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，既要考慮技術(shù)可行性，還受安全性、經(jīng)濟(jì)性的制約。雖然包括我國(guó)在內(nèi)的諸多國(guó)家都在積極開(kāi)展天然氣管道摻氫輸送的示范應(yīng)用，但在大規(guī)模推廣應(yīng)用之前需要系統(tǒng)解決以下關(guān)鍵問(wèn)題。

（一）摻氫比例問(wèn)題

天然氣摻氫后將對(duì)天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及終端用能設(shè)備產(chǎn)生影響。摻氫天然氣中氫氣含量不同，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)、不同設(shè)備產(chǎn)生的影響也存在差異。各國(guó)對(duì)摻氫比例上限的規(guī)定不盡相同；而在我國(guó)，不同氫氣含量對(duì)輸氣、用氣設(shè)施設(shè)備產(chǎn)生的影響尚不明確，示范項(xiàng)目也未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。大力發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)，需要率先論證并明確適合我國(guó)發(fā)展實(shí)際的摻氫比例。應(yīng)綜合考慮管材、設(shè)備、工藝的適應(yīng)性，確定氫氣含量閾值，確保天然氣摻氫輸送的安全性，平衡相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

（二）管材及終端設(shè)備的適應(yīng)性問(wèn)題

當(dāng)前，投入運(yùn)營(yíng)的天然氣管道是以輸送天然氣為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，以天然氣為原料的工業(yè)用戶工藝流程是基于天然氣設(shè)計(jì)的，商業(yè)、居民用戶的終端用能設(shè)備多以天然氣為燃料。而在天然氣摻氫后，必然在一定程度上改變管道內(nèi)原有天然氣的氣質(zhì)條件；管道本體、焊縫、壓縮機(jī)、流量計(jì)、調(diào)壓器、閥門(mén)等均暴露在高壓富氫環(huán)境中，發(fā)生氫脆、氫腐蝕等氫損傷的風(fēng)險(xiǎn)有所加大，將對(duì)天然氣管道的運(yùn)行工況、設(shè)備性能、安全維護(hù)帶來(lái)較大改變。對(duì)于終端用戶，燃?xì)馄骶摺⑷細(xì)廨啓C(jī)、鍋爐、工業(yè)窯爐等燃燒設(shè)備因各自燃燒性能的不同而對(duì)摻氫天然氣的適應(yīng)程度不盡相同，需要考慮摻氫后的燃?xì)饣Q性以及摻氫對(duì)燃燒特性的影響，適時(shí)開(kāi)展摻氫天然氣與管材及終端設(shè)備的適應(yīng)性分析。

（三）安全性問(wèn)題

相比于天然氣的主要成分甲烷，氫氣的爆炸極限范圍更大，高壓情況下的滲漏速率更快，更易發(fā)生泄漏自燃現(xiàn)象，相應(yīng)地?fù)綒涮烊粴庑孤┖蟮谋L(fēng)險(xiǎn)也將有所擴(kuò)大。對(duì)于終端用戶，天然氣摻氫后將降低氣體的熱值、華白數(shù)等參數(shù)，加快火焰燃燒速度，導(dǎo)致終端設(shè)備熱負(fù)荷下降，增大使用過(guò)程的回火風(fēng)險(xiǎn)。因此，天然氣摻氫后既會(huì)在一定程度上增加天然氣長(zhǎng)輸管道和城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)營(yíng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，也對(duì)終端用能的安全性提出了更高要求；研究摻氫天然氣泄漏擴(kuò)散規(guī)律及安全風(fēng)險(xiǎn)管控，是發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)需重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

（四）經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題

天然氣管道摻氫輸送可在短期內(nèi)以相對(duì)少的資金投入來(lái)實(shí)現(xiàn)氫能長(zhǎng)距離、大規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)輸，有利于高效地將氫能產(chǎn)地與消費(fèi)地連接起來(lái)。也要注意到，同樣體積氫氣的熱值只有天然氣的1/3，假定天然氣摻氫后能夠在終端提供相同熱值，則氫氣價(jià)格理論上應(yīng)是天然氣價(jià)格的1/3；按照天然氣門(mén)站價(jià)格1.8元/m3計(jì)算，氫氣價(jià)格應(yīng)為6~7元/kg，而這個(gè)價(jià)格遠(yuǎn)低于現(xiàn)階段的制氫成本。從天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的視角看，目前天然氣摻氫項(xiàng)目的商業(yè)化應(yīng)用并不具有經(jīng)濟(jì)可行性。因此，需要挖掘天然氣摻氫的多元化應(yīng)用場(chǎng)景，設(shè)計(jì)適合國(guó)情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈與商業(yè)模式，從而促進(jìn)制氫企業(yè)、管網(wǎng)企業(yè)、終端用戶等相關(guān)主體共同推動(dòng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。

六、培育天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的建議

（ 一）加強(qiáng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略研究

天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系到氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、天然氣工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計(jì)和宏觀研究，深入剖析天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線與重點(diǎn)任務(wù)，覆蓋基礎(chǔ)研究、裝備研發(fā)、技術(shù)實(shí)證、應(yīng)用研究、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、性能測(cè)試、商業(yè)模式創(chuàng)新、教育推廣等方面。完善天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)管理模式，建立摻氫天然氣推廣的激勵(lì)機(jī)制，合理加大對(duì)天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈的財(cái)政、金融支持力度。

（二）構(gòu)建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管、技術(shù)與運(yùn)營(yíng)管理標(biāo)準(zhǔn)體系

高標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的安全與應(yīng)急管理體系建設(shè)，探索建立基于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管平臺(tái)；加強(qiáng)管理部門(mén)之間的溝通協(xié)作，可延續(xù)天然氣行業(yè)的管理模式，明確天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的監(jiān)管部門(mén)及其責(zé)任義務(wù)。在當(dāng)前天然氣管網(wǎng)監(jiān)管框架的基礎(chǔ)上，完善天然氣摻氫工程建設(shè)的監(jiān)管審批流程。梳理天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作重點(diǎn)，保持摻氫天然氣與氫能、天然氣、城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)發(fā)展；加快天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，推動(dòng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的規(guī)范有序發(fā)展，支持管理部門(mén)開(kāi)展監(jiān)管工作。

（三）加強(qiáng)天然氣摻氫“政產(chǎn)學(xué)研用”合作

建議針對(duì)天然氣管道摻氫輸送、摻氫天然氣終端利用，面向2030年、2060年研發(fā)與應(yīng)用重大需求，設(shè)立國(guó)家級(jí)科技發(fā)展支持項(xiàng)目；加強(qiáng)國(guó)家級(jí)、地方性研發(fā)計(jì)劃對(duì)天然氣摻氫基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和裝備的國(guó)產(chǎn)化支持力度。遴選行業(yè)骨干企業(yè)、優(yōu)勢(shì)高校與科研院所，聯(lián)合組建國(guó)家級(jí)天然氣摻氫綜合試驗(yàn)平臺(tái)、工程技術(shù)中心，集中力量來(lái)共同開(kāi)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料、技術(shù)、工藝、設(shè)備的科技攻關(guān)。支持高校、科研院所高質(zhì)量開(kāi)展氫能、天然氣、綜合能源等的學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)，鼓勵(lì)天然氣摻氫領(lǐng)域國(guó)際合作與技術(shù)交流，形成國(guó)際化的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機(jī)制和模式。

（四）組建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟

把握未來(lái)10年天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期，建議以政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、多方參與、利益共享為原則，協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)積極投入并破除行業(yè)壁壘，建設(shè)“制氫 ? 混氫 ? 儲(chǔ)運(yùn) ? 提氫 ? 用氫”一體化的產(chǎn)業(yè)鏈；探索形成摻氫天然氣多元化應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式，培育健康可持續(xù)的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，共同拓展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。鼓勵(lì)油氣企業(yè)、管網(wǎng)公司、城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)加大投入，牽頭組建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟，吸引產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、科研院所、高校、行業(yè)協(xié)會(huì)等相關(guān)利益主體廣泛參與；建設(shè)跨行業(yè)溝通共享平臺(tái)與合作機(jī)制，保障天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。

編輯：風(fēng)氫揚(yáng) 校對(duì)：氫氫我心 審核：氫云小仙女

來(lái)源：氫云鏈

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