近日，國(guó)家電(diàn)投上線(xiàn)了國(guó)内首个绿氢掺入天然气示范项目，将可(kě)再生能(néng)源電(diàn)解水制取的绿氢与天然气掺混后供民(mín)用(yòng)燃气锅炉使用(yòng)。业内认為(wèi)，该项目是掺氢天然气示范项目在民(mín)用(yòng)终端应用(yòng)验证方面的新(xīn)进展。
不过，由于天然气掺氢产业在國(guó)内尚处于起步阶段，仍面临安全隐患不明晰、标准规范缺乏、行政审批难、终端用(yòng)户设备适用(yòng)性待考等难题。
■具备良好条件
國(guó)内首个電(diàn)解制氢掺入天然气项目“朝阳可(kě)再生能(néng)源掺氢示范项目第一阶段工程”位于辽宁省朝阳市。项目负责人告诉记者，此次绿氢掺入天然气示范项目加入了民(mín)用(yòng)领域示范，将终端应用(yòng)场景设置在厨房，绿氢与天然气掺混后供燃气锅炉使用(yòng)。
“探索的初衷，一方面可(kě)以利用(yòng)氢气替代部分(fēn)天然气提供热能(néng)和電(diàn)能(néng)，同时降低碳排放；另一方面，充分(fēn)利用(yòng)现有(yǒu)的天然气主干管网和庞大的支線(xiàn)管网掺氢运输，实现低成本的氢气大规模、大范围运输，从而降低氢气价格。”一位新(xīn)能(néng)源行业研究专家告诉记者。
目前，我國(guó)天然气管道网络系统框架已基本形成。从消费端来看，截止到2020年底，我國(guó)天然气年消费量已达到3250亿立方米，占2020年全球需求量约8.5%，其中，90%天然气以燃烧的方式应用(yòng)于城燃、发電(diàn)以及工业能(néng)源。國(guó)联证券的报告分(fēn)析认為(wèi)，我國(guó)天然气管道输送技术成熟，為(wèi)天然气掺氢提供了实践基础，同时，掺氢可(kě)以减少天然气燃烧带来的二氧化碳排放问题。
据國(guó)家发改委能(néng)源研究所数据，在《巴黎协定》提出将全球平均气温升幅控制在2摄氏度以内的目标下，我國(guó)天然气消费量将于2040年达到峰值，约5800-6000亿立方米，假设天然气掺氢比例达到20%水平，预计到2050年可(kě)贡献约80—90万吨的氢气需求。
■兼顾经济性与低碳化
氢气浓度相对较低时，氢气的混合无需对基础设施进行重大投资或改造，投资成本相对较小(xiǎo)。若混合浓度超过20%，则需要对现有(yǒu)基础设施和终端应用(yòng)进行重大改变。上述项目负责人表示，天然气掺氢示范的目的就是為(wèi)了不进行大范围的天然气管道改造。由于此前示范的终端用(yòng)户為(wèi)工业用(yòng)户，在终端设施改造上可(kě)以一对一把控，但如何对大规模的居民(mín)用(yòng)户终端进行入户改造，将是一个比较复杂的工程。他(tā)建议，一方面要持续进行天然气掺氢项目的示范研究，另一方面则需要推进终端燃气具的技术迭代。“事实上，在氢进万家的推进背景下，目前很(hěn)多(duō)终端厂家已经开始进行产品的改造。”
同时，该项目负责人认為(wèi)，天然气掺氢项目的成本多(duō)少，关键在于是否有(yǒu)价格优势，如果掺入的氢气价格比天然气便宜，则能(néng)為(wèi)这一模式同时带来经济效益和减碳效益，而必备的大型掺混设备，已在石油化工业有(yǒu)相对成熟的技术，成本投入占比不大。
國(guó)联证券的报告显示，短期内，低比例的天然气掺氢或可(kě)兼顾实现经济性与低碳化。根据估算，假设掺氢混合比例為(wèi)5%，每户每年消耗1—1.8万千瓦電(diàn)能(néng)，那么330万户家庭使用(yòng)掺氢天然气供暖，每年可(kě)减少约20万吨二氧化碳排放。
■短期内以试点示范為(wèi)主
虽然天然气管道掺氢输送在氢能(néng)产业化发展中具有(yǒu)重要的推广价值，但上述负责人认為(wèi)，短期内仍将以实验研究和试点示范為(wèi)主。
“氢气会导致管道发生氢脆，加速管道失效时间，降低其服役寿命，造成安全隐患，氢脆是掺氢最核心最关键的问题，需要将这一问题包含到管道整體(tǐ)评估中。”上述负责人建议，应针对不同管道的使用(yòng)年限、使用(yòng)环境、材料、连接工艺等评估，再决定掺氢比例，但國(guó)内目前没有(yǒu)设定相关标准。
“首先需要说服燃气公司一起推进这类项目，其次要通过政府的安全审核，加上天然气掺氢还在起步阶段，要实现跨城區(qū)、大范围的项目难度较大。居民(mín)对于燃气具等终端设备的改造是否接受也需要进一步的调研。”上述项目负责人表示。
