探索清洁能源未来发展之路

  [中国石化报 2024-03-11]
  ■中国石油大学（华东）李玉星教授
  依托科技部国家重点研发计划“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”研发的我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳投用，为推广天然气管道掺氢技术提供了有力支持。天然气掺氢不仅代表了清洁能源技术的未来发展方向，而且为减少碳排放、推动可持续发展注入了新动力。
  我国氢能产业发展潜力逐渐释放
  考虑到氢能的独特优势，我国多地出台氢能产业支持政策。氢能制备、储运、基础设施建设等方面取得突破性进展，氢能产业发展潜力逐渐释放。目前，长三角、粤港澳大湾区、环渤海三大区域的氢能产业呈现集群化发展态势。我国掌握了一批电解水制氢装置、储运设备和燃料电池等先进技术，可再生能源制氢项目在华北和西北等地积极推进，电解水制氢成本稳中有降。
  天然气掺氢并非易事
  当前，减少碳排放、实现低碳发展已成为全球共识。天然气掺氢作为一种更加清洁低碳的能源替代方案，其必要性日益凸显。将氢气与天然气混合输送，不仅能够提高天然气的能源利用效率，而且能够降低燃烧产生的污染物排放量，有助于实现碳中和目标。
  然而，实施天然气掺氢并非易事。天然气和氢气的物理和化学性质差异较大，掺入氢气后可能会对燃气管道、阀门、连接件等基础设施产生由氢脆引发的氢致失效及泄漏等安全隐患。此外，掺氢比例的控制、氢气的制备与储存，以及掺氢后的输送与分配等问题，都需要进行深入研究和技术攻关。
  实现“氢进万家”还需更加努力
  我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，为解决上述问题提供了有力支持。该平台不仅具备掺氢实验、测试验证和生产功能，而且能够模拟城镇燃气的全部应用场景。通过该平台，可以精准控制掺氢比例，确保掺氢过程的安全性和稳定性。该平台还能为下游用户提供不同比例的掺氢天然气。
  从目前运行情况来看，实现掺氢燃气的宽压力、长周期、规模化应用是可行的。未来还需对此进行长周期实验，更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价并形成标准体系。该平台的投用只是大规模推广掺氢天然气的开始，还要各大城燃企业一起努力，投入大量的人力、物力、时间来开展实验测试研究，形成相应的标准和评价体系。从产业链角度而言，天然气长输管道掺氢、氢气来源、下游燃器具适应性等相关问题还需进一步研究。
  可预见的是，随着可再生能源技术的不断发展和应用，氢能将成为一种重要的清洁能源。通过利用光伏、风电等制绿氢，可以为掺氢平台提供稳定、廉价的氢源。随着氢能产业链的不断完善和技术进步，掺氢比例有望进一步提高。
  总之，我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，有望推动氢能技术的广泛应用和石油天然气行业的绿色低碳发展，为实现碳中和目标和可持续发展注入新动力。