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人類(lèi)能源應(yīng)用的演變，實(shí)際上就是碳減排和氫化的過(guò)程。可再生能源(綠氫)的開(kāi)發(fā)利用已成為世界新一輪能源改革的重要推動(dòng)力。
由于可再生能源的間歇性和區(qū)域局限性，其大規(guī)模應(yīng)用必須依靠高效、靈活的儲(chǔ)能載體。在鹽穴中儲(chǔ)存氫的成本比在鋰離子電池中儲(chǔ)存電的成本低100倍。一條天然氣管道的效率至少是電網(wǎng)容量的10倍。
天然氣與氫氣混合，或?qū)?dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈
天然氣混氫是指在現(xiàn)有天然氣管道系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入一定濃度的氫氣，使氫氣與天然氣形成混合供運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)。它既可以作為燃料，也可以作為管道下游的一個(gè)單獨(dú)的氫。
天然氣中部分氫含量會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，這與可再生能源制氫的間歇性是一致的。
混氫天然氣輸氫及相關(guān)技術(shù)線(xiàn)路圖
在天然氣中按一定比例加入氫氣，然后利用天然氣管道或管網(wǎng)進(jìn)行輸送，是實(shí)現(xiàn)氫氣大規(guī)模輸送的有效途徑。與車(chē)船運(yùn)輸相比，管道輸送摻氫天然氣可以充分利用我國(guó)現(xiàn)有的天然氣管道和城市輸配管網(wǎng)，更容易實(shí)現(xiàn)氫氣的大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)輸。而且管道或管網(wǎng)改造的成本更低。
混氫比例逐步提升，摻氫項(xiàng)目前景可期
近年來(lái)，國(guó)際上對(duì)混氫天然氣的研究日益增多。目前，許多國(guó)家都在評(píng)估天然氣管網(wǎng)設(shè)施用于輸送混氫天然氣的可行性。
各國(guó)/地區(qū)天然氣管道內(nèi)最高氫體積分?jǐn)?shù)限制
德國(guó)很可能是第一個(gè)將20%的氫氣投入電網(wǎng)的國(guó)家。到明年年底，意昂四大分銷(xiāo)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商之一的Avacon計(jì)劃首次在薩克森-安哈爾特的當(dāng)?shù)靥烊粴饩W(wǎng)絡(luò)中增加20%的氫氣。
英國(guó)的HyDeploy示范項(xiàng)目將向基爾大學(xué)現(xiàn)有的天然氣網(wǎng)絡(luò)注入20%(體積分?jǐn)?shù))的氫氣，供100戶(hù)家庭和30棟教學(xué)樓使用。
我國(guó)天然氣管網(wǎng)體系框架已基本形成，天然氣管道輸送技術(shù)成熟。根據(jù)《中國(guó)天然氣發(fā)展報(bào)告(2019)》，截至2018年底，中國(guó)天然氣干線(xiàn)管道總長(zhǎng)度達(dá)到7.6萬(wàn)公里，天然氣輸送能力達(dá)到3200億立方米?/ a.因此，在中國(guó)使用天然氣管道輸送混合氫天然氣是可行的。
天然氣摻氫，將成促進(jìn)氫能應(yīng)用有力引擎
氫氣作為連接許多行業(yè)的理想能源，正在為能源轉(zhuǎn)型做出重要貢獻(xiàn)。天然氣與氫氣的混合可以有效地減少二氧化碳的排放，同時(shí)對(duì)遏制氣候變暖也有積極的作用。
目前，由于制氫和儲(chǔ)氫技術(shù)的限制，氫能的大規(guī)模應(yīng)用仍處于過(guò)渡階段。天然氣加氫共混直接利用了天然氣管道本身的優(yōu)點(diǎn)，具有投資少、經(jīng)濟(jì)效益快、與終端用戶(hù)聯(lián)系廣泛等優(yōu)點(diǎn)。從化石能源向氫能經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為氫能大規(guī)模應(yīng)用提供技術(shù)儲(chǔ)備，已成為可行方案。
中國(guó)的風(fēng)能、光伏等可再生能源大多分布在“三北”地區(qū)。同時(shí)，大量天然氣管網(wǎng)覆蓋“三北”地區(qū)，氣氫混合是“綠色氫”應(yīng)用較好的過(guò)渡解決方案。
更重要的是，混合氫天然氣的使用可以提高氫能在能源中的比重，減少對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴(lài)，通過(guò)大規(guī)模擴(kuò)大氫能需求，降低制氫成本，這對(duì)于推動(dòng)氫能在交通、建筑、制造、電力等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。
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