天然氣摻氫，被認(rèn)為是未來實現(xiàn)氫能大規(guī)模輸送、解決氫能供需錯配的重要路徑之一，同時也是實現(xiàn)化石能源行業(yè)減排的重要手段。

6月19日，國家發(fā)改委印發(fā)了《天然氣利用管理辦法》，明確多個涉氫摻氫優(yōu)先利用方向；并且國內(nèi)成都、深圳等地的燃?xì)鈸綒渚C合示范項目已建成，在政策和示范項目的推動下，我國天然氣摻氫進(jìn)展有望加快。

中國天然氣摻氫應(yīng)用示范速度加快

天然氣摻氫是《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》中提到的重要發(fā)展領(lǐng)域。天然氣摻氫有一舉多得的效益：一是可以改變天然氣的燃燒特性，增加燃燒值；二是可以利用天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，對現(xiàn)階段氫氣運(yùn)輸、氫能的廣泛及規(guī)模運(yùn)用開拓更多的可能性；三是可以大大降低二氧化碳的排放。

氫能中游儲運(yùn)環(huán)節(jié)運(yùn)輸效率低、成本高是當(dāng)前氫能發(fā)展的一大痛點。隨著氫能產(chǎn)業(yè)鏈降本訴求與下游需求的不斷提升，相關(guān)企業(yè)都在積極尋求高安全、高密度、低成本、長距離的氫能儲運(yùn)技術(shù)。

天然氣摻混氫氣有利于氫的低成本儲運(yùn)和規(guī)?；?。以摻氫比例10%-20%計算，等熱值碳減排量在3.5%-7.6%；充分利用已有燃?xì)夤芫W(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，大規(guī)模、長距離輸氫成本每百公里為0.3-0.8元/千克。

國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院氫能管輸技術(shù)專家彭世垚表示，就摻氫管道發(fā)展而言，國外摻氫管道摻氫比例逐步從0—10%—30%發(fā)展。當(dāng)前，我國天然氣管道摻氫輸送相關(guān)技術(shù)研究如火如荼。

去年4月，中國石油在寧夏銀川寧東天然氣摻氫管道示范項目上實現(xiàn)最高摻氫比例24%的新突破。去年11月，國家管網(wǎng)國內(nèi)首次成功實施全尺寸摻氫天然氣管道封閉空間泄漏燃爆試驗。為實現(xiàn)天然氣長輸管道摻氫輸送技術(shù)自主可控奠定了基礎(chǔ)。

今年3月，我國首座城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實驗平臺在深圳投用，該實驗平臺集測試、應(yīng)用、生產(chǎn)功能于一體，標(biāo)志著我國天然氣摻氫輸送管道及綜合利用，以及“氫進(jìn)萬家”進(jìn)入全新發(fā)展階段。

4月，泰興經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的天然氣摻氫站順利完成調(diào)試與試運(yùn)行工作。5月份，川內(nèi)首個城鎮(zhèn)天然氣摻氫項目——多元富能氣綠色利用研究示范項目全面完成中試運(yùn)營調(diào)試，為成都未來大規(guī)模打開天然氣摻氫商業(yè)應(yīng)用場景奠定了基礎(chǔ)。5月26日，內(nèi)蒙古科技重大專項中低壓摻氫示范項目——烏海低碳產(chǎn)業(yè)園天然氣門站純氫摻氫技改項目也完成了純氫管道與天然氣摻氫綜合試驗平臺調(diào)試測試工作。

這次國家發(fā)改委印發(fā)的《天然氣利用管理辦法》明確將終端天然氣摻氫示范項目等高精尖天然氣安全高效利用新業(yè)態(tài)列為優(yōu)先類。這意味著，天然氣對氫能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用“敞大門”，我國“氫進(jìn)萬家”將進(jìn)入全新發(fā)展階段。

摻氫應(yīng)用推動氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?/span>

目前摻氫天然氣直接燃燒的應(yīng)用場景可分為民用和工業(yè)用，其中民用主要針對家用燃燒器具，例如燃?xì)庠罹摺⑷細(xì)鉄崴鞯?；工業(yè)主要用于工廠內(nèi)大型鍋爐燃燒和發(fā)電廠內(nèi)大型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒。

截至2024年4月初，中國已有至少4例天然氣摻氫應(yīng)用示范項目投運(yùn)，部分工商業(yè)用戶開始主動引入天然氣摻氫設(shè)備。從示范成果與全技術(shù)鏈的突破來看，天然氣摻氫的技術(shù)流程已經(jīng)初步打通，初步進(jìn)入到了“可以用”的階段。

但從產(chǎn)業(yè)整體來看，未來摻氫天然氣的主要應(yīng)用方向是工業(yè)應(yīng)用，主要原因是工業(yè)應(yīng)用為較單一用戶，對摻氫天然氣的應(yīng)用管理更容易、風(fēng)險更可控，且應(yīng)用規(guī)模大。不過，要實現(xiàn)終端的大規(guī)模應(yīng)用，首先要研發(fā)適用于不同摻氫比例的摻氫天然氣燃燒器具、工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等。

目前我國正在開展針對摻氫鍋爐及摻氫燃?xì)廨啓C(jī)的研究。去年11月17日，國家電力投資集團(tuán)所屬北京重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究有限公司、國家電投湖北分公司在荊門綠動能源有限公司成功實現(xiàn)SGT-800燃機(jī)30%摻氫燃燒改造。這是中國首次在重型燃機(jī)商業(yè)機(jī)組上成功實施高比例摻氫燃燒改造試驗，改造后的機(jī)組具備0%-30%摻氫運(yùn)行條件下自由切換的靈活性。經(jīng)測算，在混燒30%氫氣的情況下，每年可減少超過1.8萬噸二氧化碳排放。

去年11月19日，上海電氣成功實現(xiàn)大F重型在運(yùn)燃機(jī)摻氫技術(shù)自主升級及示范驗證。這是國內(nèi)首次大F重型燃機(jī)實施的摻氫燃燒改造和科研攻關(guān)項目，標(biāo)志著上海電氣在國內(nèi)重型燃機(jī)摻氫燃燒領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從“0到1”的重大技術(shù)突破。

今年4月，大連派思設(shè)備首臺重型高壓摻氫性能加熱器順利通過測試，該摻氫性能加熱器氣源為天然氣摻6%氫氣，設(shè)計壓力較大,設(shè)計溫度較高，在運(yùn)行時要求兩臺設(shè)備串聯(lián)運(yùn)行的同時并能隨時切換單臺獨立運(yùn)行，設(shè)計條件苛刻，運(yùn)行工況復(fù)雜。本次摻氫性能加熱器的成功制造為水發(fā)燃?xì)膺M(jìn)軍重型高壓摻氫設(shè)備市場打開了新局面。

中國城市燃?xì)鈪f(xié)會主編的《天然氣長輸管道摻氫輸送適應(yīng)性評價技術(shù)指南》對“十四五”期間的終端應(yīng)用目標(biāo)做出展望：終端用戶實現(xiàn)民用摻氫天然氣區(qū)域性示范應(yīng)用，總用戶數(shù)超過1萬戶。此外開展1-2處工業(yè)鍋爐、大型采暖鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)等大型設(shè)備示范應(yīng)用。

在未來，隨著我國天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和摻氫技術(shù)進(jìn)一步完善，將為氫能運(yùn)輸和儲存提供更大可能性與空間，這必將加速我國氫能產(chǎn)業(yè)布局。