“天然氣摻氫技術(shù)作為氫能與天然氣融合發(fā)展的紐帶，是助力實(shí)現(xiàn)我國‘雙碳’目標(biāo)的有效途徑之一。”在近日由中國城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)主辦的《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究》（以下簡稱《研究》）成果發(fā)布會(huì)上，與會(huì)嘉賓一致認(rèn)為，天然氣摻氫技術(shù)對調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)減污降碳協(xié)同效應(yīng)意義重大。

深度脫碳的重要選擇

天然氣摻氫技術(shù)是將氫氣以一定體積比例摻入天然氣中，形成摻氫天然氣，通過現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行輸送，可直接替代部分天然氣使用的一種能源技術(shù)。

在眾多氫能相關(guān)技術(shù)中，天然氣摻氫技術(shù)已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的新熱潮。大量研究結(jié)果表明，天然氣與氫氣融合發(fā)展是實(shí)現(xiàn)深度脫碳的重要選擇。“通過天然氣管道摻氫技術(shù)，既能高效低成本地輸送氫氣，解決大規(guī)?？稍偕茉聪{的問題，又能降低化石能源利用過程碳排放強(qiáng)度。”中國城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)理事長劉賀明表示。

北京市煤氣熱力工程設(shè)計(jì)院有限公司道石研究院總工程師王洪建給出印證：“按照我國天然氣消費(fèi)量計(jì)算，當(dāng)天然氣摻氫比例為10%（體積比）時(shí)，具備300多萬噸/年的氫氣消納能力，可進(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。”

由于當(dāng)前氫能儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)仍是氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展短板，天然氣摻混氫氣有利于氫的低成本儲(chǔ)運(yùn)和規(guī)?；?。以摻氫比例10%~20%之間計(jì)算，等熱值碳減排量在3.5%~7.6%之間；充分利用已有燃?xì)夤芫W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，大規(guī)模、長距離輸氫成本每百公里為0.3~0.8元/千克，大幅低于長管拖車和液氫罐車。

“我國具備發(fā)展天然氣管道摻氫輸送技術(shù)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。”劉賀明指出，截至2021年年底，我國天然氣管道總里程為1.16×105千米。在未來的15~20年我國天然氣將得到進(jìn)一步發(fā)展，天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，將為氫能運(yùn)輸和儲(chǔ)存提供更大可能性與空間?？梢灶A(yù)見，天然氣管道摻氫輸送技術(shù)將迎來廣闊的發(fā)展利好空間。

打開氫氣應(yīng)用場景

天然氣摻氫擴(kuò)大了氫氣的運(yùn)用場景，不僅能增加天然氣的燃燒值，還可以利用天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，對現(xiàn)階段氫氣運(yùn)輸、氫能的廣泛及規(guī)模運(yùn)用開拓更多的可能性。

王洪建表示，天然氣摻氫可直接用于工業(yè)用戶（內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、工業(yè)鍋爐等），也可用于居民和商業(yè)用戶（燃?xì)庠?、壁掛爐等）。

比如，根據(jù)國家電力投資集團(tuán)有限公司數(shù)據(jù)，僅湖北省荊門市一臺(tái)54兆瓦的燃機(jī)，摻氫30%后，每年可減少二氧化碳排放1.8萬噸以上。

又如，2019年已投產(chǎn)運(yùn)行的遼寧省朝陽市天然氣摻氫示范項(xiàng)目，是國內(nèi)天然氣摻氫技術(shù)的首次嘗試。民用燃?xì)饩吲c工業(yè)鍋爐在運(yùn)行周期內(nèi)均使用正常，填補(bǔ)了國內(nèi)天然氣管道摻氫示范項(xiàng)目的空白。

再如，近日，河北省張家口市20戶居民實(shí)現(xiàn)了天然氣摻氫入戶，將“綠氫”混入天然氣，通過管道輸送至小區(qū)居民家中。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年年底，全球天然氣摻氫項(xiàng)目約40個(gè)。多個(gè)國家已將天然氣摻氫的應(yīng)用列入到國家規(guī)劃中，旨在通過天然氣摻氫技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑和工業(yè)供熱領(lǐng)域深度脫碳。

推廣面臨多重挑戰(zhàn)

摻氫作為天然氣領(lǐng)域減污降碳的一種有效方式，雖然發(fā)展?jié)摿铜h(huán)保價(jià)值備受認(rèn)可，但大規(guī)模推廣仍面臨多重挑戰(zhàn)。

劉賀明坦言，一方面是在頂層設(shè)計(jì)上缺乏相關(guān)專項(xiàng)規(guī)劃，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系也不完善；另一方面由于氫氣在密度、熱值、擴(kuò)散特性、燃燒特性等物理化學(xué)性質(zhì)上與天然氣有很大的差異，在管網(wǎng)方面存在摻混均勻性、材料相容性等風(fēng)險(xiǎn)；在終端利用方面還存在燃料互換性、安全性等不利影響。

對此，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2022年批準(zhǔn)了科學(xué)技術(shù)計(jì)劃立項(xiàng)工作，支持中國城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)牽頭組織業(yè)內(nèi)50多家單位，開展了“天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究”，共同研究摻氫天然氣管輸和利用的技術(shù)可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性及碳減排潛力，旨在推動(dòng)更多天然氣摻氫示范項(xiàng)目建設(shè)落地應(yīng)用。

劉賀明強(qiáng)調(diào)，推動(dòng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，亟須以政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、多方參與、利益共享為原則，加強(qiáng)天然氣摻氫示范項(xiàng)目的研究與布局。

《研究》建議，一是制定氫氣管道輸送(摻氫/純氫)專項(xiàng)規(guī)劃，統(tǒng)籌推進(jìn)天然氣摻氫規(guī)?；瘧?yīng)用；二是建立健全符合我國國情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管、技術(shù)與運(yùn)營管理標(biāo)準(zhǔn)體系，保障天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)健康安全有序發(fā)展；三是加大對天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈的補(bǔ)貼政策及金融支持，探索碳交易辦法，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展；四是加強(qiáng)“政產(chǎn)學(xué)研用”機(jī)構(gòu)合作，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，建立有效的共享平臺(tái)與合作機(jī)制；五是構(gòu)建天然氣摻氫適應(yīng)性評估方法及數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，積極推進(jìn)天然氣摻氫的應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)“氫進(jìn)萬家”；六是培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才，成立國家級工程技術(shù)研究中心，加強(qiáng)天然氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)研究。

天然氣摻氫不僅是燃?xì)庑袠I(yè)積極推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效的關(guān)鍵舉措，也是住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的必由之路。相信在不久的將來，該技術(shù)必會(huì)得到穩(wěn)健發(fā)展。