氢能技术发展助力“氢进万家”

  [中国石化报?2024-03-11]
  中国能源研究会能源政策研究室主任林卫斌
  深圳燃气高级工程师李璐伶
  石油工程建设公司首席专家银永明
  问：什么是“氢进万家”，“氢进万家”需要氢能稳定来源，关于可再生能源制氢，我国目前的技术发展状况如何？
  林卫斌：“氢进万家”科技示范工程是科技部综合考虑氢能技术、产业和资源等各方面因素组织实施的重大科技示范项目。“氢进万家”能推动氢能创新链与产业链融合发展，加快氢能在交通运输、工业和家庭用能等终端领域应用，引导氢能进入居民能源消费终端，为打造“氢能社会”奠定基础、为实现“双碳”目标提供有效途径，是推动我国能源结构转型、构建现代能源体系的重要力量。为了抢抓氢能产业发展的重大机遇，2022年，深圳市依托国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”，启动“氢进万家”氢能社区应用示范工程建设。
  我国可再生能源制氢装机规模目前全球最大，到2030年，有望突破1亿千瓦。到2060年，绿氢生产量有望接近1亿吨，包括用氢能来发电的装机容量有望突破1亿千瓦。截至2023年底，我国已建成并运营加氢站428座，建成可再生能源制氢项目58个，覆盖21个省、自治区、直辖市，合计项目规模达到654.5兆瓦。据预测，2060年我国氢能消费规模将接近8600万吨，产业规模将达到4.6万亿元。届时，在我国专门制氢的用能结构中，非化石能源占比将从2022年的1%增至93%，其中风能和太阳能制氢占比将占到2/3。
  问：掺氢综合实验平台投用后，如何更好地满足城镇燃气稳定供气？
  李璐伶：城燃输配系统很复杂，包含了三级压力，不同压力等级的管材、管径不一样，铺设条件也不一样，需要创造实验条件来研究不同环境下管道的适应性。燃气掺氢不是一件容易的事情，不仅要考虑掺氢比能否满足日常城镇燃气稳定供气，而且要保障燃气输配供应系统安全、考虑氢气产业链上下游配套等。它的上下游包含了制氢、储氢、用氢。从技术层面看，专家一致认为20%以下的掺氢比比较合理，这样的掺氢燃气可以直接供给用户，但从产业链的角度看，只有足够便宜且来源足够稳定的氢气，下游用户的接纳度才能达到一定程度。
  问：作为国家“氢能技术”重点专项的参与单位，石工建中原设计公司在氢能技术研发方面有哪些优势？
  银永明：石工建中原设计公司在国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”中主要承担构建纯氢/掺氢输配管网模型、示范工程设计及相关标准规范的编制等内容。中原设计曾经在国内率先开展“天然气掺氢输送工艺技术研究”，形成了关于天然气掺氢的工艺技术并取得专利。除了在氢气“制、储、输、用”方面有一定的技术积累和实验数据成果，他们还开展氢能其他相关技术的研究与应用，比如在掺氢天然气输送安全风险分析及泄漏预警技术研究、在役天然气管道中掺氢输运关键工艺技术等方面也取得了可喜成效。为充分应用氢能，助力氢能源汽车发展，还在氢气分离提纯领域进行了技术攻关。
  依托集团公司《地下盐穴储氢关键技术研究》科研课题，中原设计公司在国内率先开展地下储氢库地面注采关键工艺研究，解决了诸多难题。他们研发的光伏离网质子交换膜（PEM）电解水制氢试验装置试验成功，参编完成了《氢气管道工程设计规范》《天然气长输管道掺氢输送评价指南》等相关标准和规范6项。这些氢能技术方面的积累，为该公司更好地承担国家重点研发计划“氢能技术”重点专项提供了助力。