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今日关注:什 么 是 西 氢 东 送

2023-05-29 10:54:11来源:国资小新

是一种非常清洁的能源


【资料图】

无色无味无毒

电化学反应后只产生水

完全零排放

并且可以循环使用

作为二次能源

来源多样、终端零排、用途广泛

被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源

目前,氢能正成为

全球能源技术革命的重要方向

和构成未来能源战略的组成部分

对保障国家能源安全

应对全球气候变化具有重大意义

“西氢东送”输氢管道示范工程已被纳入

《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》

标志着我国氢气长距离输送管道

进入新发展阶段

那么,什么是“西氢东送”?

为什么要“西氢东送”?

今天小新和大家好好说说

01

什么是“西氢东送”?

▲首个“西氢东送”输氢管道示范工程

起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市的燕山石化,管道规划经过内蒙古、河北、北京等3省区市、9个县区,全长400多公里——这是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。

管道一期运力10万吨/年,预留50万吨/年的远期提升潜力。同时,将在沿线多地预留端口,便于接入潜在氢源。

管道建成后,将用于替代京津冀地区现有的化石能源制氢及交通用氢,助力京津冀氢能走廊的高效构建;大力缓解我国绿氢供需错配的问题,对今后我国跨区域氢气输送管网建设具有战略性的示范引领作用,助力我国能源转型升级。

事实上,全球利用管道输送氢气至今已有80余年历史,早在1938年,德国就建成了世界上第一条氢气长输管道,全长215公里,主要用于化工厂氢资源匹配利用。随着氢气利用量增大和应用场景多样化,目前全球范围内氢气输送管道规模越来越大,总里程已超过4600公里。

02

为什么要“西氢东送”?

▲专家解读:为什么要“西氢东送”

我国内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、青海等地风光绿电资源富足,这意味着我国西部地区具有大规模绿氢资源潜力。另外,我国东部地区和南部地区经济发达,氢能无论是工业应用还是民用,都具有巨大市场潜力。

“西氢东送”都是能源与市场匹配的最佳路径,可以有效解决能源分布与市场分布之间的错配,助力我国能源产业健康有序发展。

根据氢能的形成过程,一般将氢能分为灰氢、蓝氢与绿氢。

灰氢主要是通过煤炭、天然气等化石燃料燃烧产生的氢气,在生产过程中会有二氧化碳等排放。目前,市面上绝大多数氢气是灰氢,约占当今全球氢气产量的95%。

蓝氢,是指采用了碳捕集措施的化石能源制得的氢气,碳排放强度大幅度降低。

绿氢,则是指利用可再生能源分解水得到的氢气。

目前,我国东部地区也是有氢气资源的,但是这些氢气大都是石化企业的工业副产氢气,且成本比较高。我国西部地区风光资源丰富,可再生能源发电发展迅速,选择在西部发展绿氢产能,具有得天独厚的优势。

目前,在新疆、内蒙古等地,一批光伏风电制绿氢项目正在建设当中。

03

“西氢东送”有何重大意义?

如何把内蒙古乃至我国西部的绿氢,运送到东部市场需求旺盛的区域,一直是制约绿氢产业发展的瓶颈问题。

目前,长管拖车仍是我国长距离氢气运输的主流方式,但这种方式成本较高、效率较低,也是造成终端用氢成本高的主要原因之一,极大制约了产业链发展。据了解,如果采取汽车运输,那么输氢成本最终可能会占到终端售价的40%至50%。

而输氢管道可以实现大规模、长距离输送氢气,并且兼顾经济性。

另外,由于风力、光伏发电具有间歇性、波动性、随机性等特点,而电网建设和消纳机制存在一定滞后,就产生了“弃风弃光”。氢储能可以弥补其他储能形式的短板,将大量的弃风、弃光转化成氢进行储能。随着“西氢东送”管道的建设投产,周边发电企业可以利用“弃风弃光”发电制氢,通过管道输送出来,构成源网荷储氢的一个重要组成方式。

04

如何实现“西氢东送”?

▲加快氢气管道建设同时发展混合氢气运输

我国天然气管道网络发达,截至2021年,全国主干天然气管道总里程达到11.6万公里,已形成“西气东输”“北气南下”供气格局,实现“全国一张网”全面互联互通。

相比之下,我国的氢气管道建设仍处于起步阶段,截至目前,国内总里程仅400公里,在用的管道只有百公里左右,管道建设进度较慢。

因此,一方面要加快氢气管道的建设,一方面利用现有的天然气管道进行混合氢气运输,也是一个不错的选择。天然气掺氢管输已被多个国家列入氢能产业规划,据有关统计,目前全球已开展近40个掺氢天然气管道输送系统应用示范项目。

4月16日,中国石油宣布,用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得了突破。

▲我国长距离输氢技术获突破

在宁夏银川宁东天然气掺氢管道示范平台,氢气被以一定体积比例,掺入天然气之中,利用现有的天然气管道进行输送。

一条管道,同时运送天然气和氢气,一举两得,这为我国今后实现大规模、低成本的远距离氢能运输提供了技术支撑。

天然气掺氢有何效益?

▲ 可以改变天然气的燃烧特性,增加燃烧值。

▲ 可以利用天然气管道等基础设施,对现阶段氢气运输、氢能的广泛及规模运用开拓更多的可能性。

▲ 可以大大降低二氧化碳的排放。比如根据印度德里等一些城市的实验,在公共汽车中,用富氢压缩天然气作为燃料,在天然气中掺入18%左右的氢气,可以减少高达70%的一氧化碳排放,同时节省5%的燃料。

目前这条天然气管道中的氢气比例已逐步达到24%,也就是说每输送100立方米掺氢天然气,其中就包括了24立方米的氢气。

经过了130多天的测试运行,这条397公里长的天然气管线,整体运行安全稳定。

据了解,截止到2022年底,我国油气管道的总里程达到18.5万公里。以目前我国天然气消费量计算,当掺氢比达到20%时,可运输1000多万吨氢气,约合5600多亿度绿电,氢气成本也会大幅度下降。

05

“西氢东送”产业潜力如何?

氢能是公认的重工业、重型交通运输等难脱碳领域实现碳减排的重要解决方案,而且氢具有相对易储存的特性,可以很好适应未来高比例可再生能源情景下电力系统调峰需求。在我国构建新型能源体系的进程中,氢能将发挥重要作用。近几年,我国着力布局氢能产业,氢能产业发展潜力正逐渐释放。

▲氢能产业加速布局 发展潜力正逐渐释放

自2019年,我国氢产业驶入了发展快车道。2022年3月23日,国家发改委、国家能源局印发了《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,提出要建立“1+N”政策体系,明确氢能战略定位,部署产业发展重点任务。

截至2022年底,我国各地方政府发布氢能政策超300项,政策类型多方面,支持方向以氢能交通应用向跨行业耦合应用场景拓展。与此同时,企业也积极行动起来。当前,中央企业正在加快布局氢产业链,覆盖了煤炭、电力、核能等各个重要的能源领域。

《中国油气产业分析与展望蓝皮书》显示,2022年,全球部署的加氢站数量达到814座,中国共建成投运加氢站274座,同比增加25.7%,位居世界第一,占全球的33.7%。

06

“西氢东送”如何“飞入”寻常百姓家?

氢能要推广发展,需要解决制氢、储运、用氢各个环节的难题。其中,经济性是最关键的指标之一。所以近几年,整个氢产业链围绕降低成本,从氢的制备开始,不断探索着最佳路线。

中国石化锚定打造“中国第一氢能公司”目标,积极布局氢产业链发展,大力推动绿氢技术攻关。

制氢环节,中国石化实现了质子交换膜(PEM)电解水制氢技术的突破,首套自主研发兆瓦级PEM电解水制氢装置在燕山石化投产。同时,中国石化利用绿氢示范项目拉动技术规模化应用,从而降低成本。今年2月,全球最大绿氢耦合煤化工项目——内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目正式启动。此外,中国石化新疆库车2万吨/年绿氢示范工程氢工厂主体也已建成。

▲内蒙古鄂尔多斯市风光融合绿氢示范项目启动现场

储运环节,中国石化探索了成本更低的甲醇站内加氢制氢项目,综合成本降低20%以上,国内首个项目已在大连建成投运。

▲我国首个甲醇制氢加氢一体站

用氢环节,中国石化已在燕山石化、天津石化、齐鲁石化、青岛炼化、高桥石化、上海石化、广州石化、海南炼化及茂名石化等企业,建成9座氢燃料电池供氢中心,满足了当地持续用氢的需求。

中国石化还规划在乌兰察布市建设大规模绿电制绿氢项目,通过建立风光发电-绿电制氢-氢气管输-炼化与交通用氢的一体化氢产业发展模式,实现氢能产业制、储、输、用全产业链示范布局。

未来,随着氢能产业的快速发展,氢的规模化储运需求将大幅提升,管道和管网将成为一定区域内氢气经济高效输送的重要方式。因此,立足氢能产业发展要求,全面统筹并科学推进输氢管道及输氢微管网建设,对我国氢产业链全面协调发展具有重要作用。

撰稿丨刘江波 秦阿琪(小新N次方·中国石化 )

责任编辑丨彭敏

执行主编丨刘海草 张灏然

内容来源丨中国石油 中国石化 央视新闻

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