平臺(tái)集測(cè)試、驗(yàn)證、生產(chǎn)功能為一體，較為系統(tǒng)地驗(yàn)證了天然氣摻氫“摻—輸—用”鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，為摻氫天然氣技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供了理論及技術(shù)支撐，也為未來大規(guī)模復(fù)制、推廣提供了樣板，對(duì)未來氫氣在城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域大規(guī)模規(guī)范利用具有較強(qiáng)的引領(lǐng)和示范意義。
 

▲圖為我國(guó)首座城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)投用。深圳燃?xì)?供圖
 

作為一種清潔零碳能源，氫能被譽(yù)為21世紀(jì)的終極能源。近年來，在相關(guān)政策大力支持下，圍繞氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、用的相關(guān)探索實(shí)踐不斷、突破不斷。

近日，全國(guó)首座城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在深圳投用，實(shí)現(xiàn)摻氫燃?xì)獾膶拤毫?、長(zhǎng)周期、規(guī)?；瘧?yīng)用，標(biāo)志著“氫進(jìn)萬家”進(jìn)入全新發(fā)展階段。

在業(yè)內(nèi)看來，該平臺(tái)成功投用對(duì)城燃領(lǐng)域利用天然氣摻氫具有較大參考和借鑒作用，對(duì)未來推進(jìn)“氫進(jìn)萬家”產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展、助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。

平臺(tái)已安全供氣近200天

據(jù)項(xiàng)目主要建設(shè)方——深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“深圳燃?xì)?rdquo;）相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該項(xiàng)目平臺(tái)主要包括摻混模塊、減壓調(diào)壓模塊、管材相容性評(píng)價(jià)模塊、燃?xì)馄骶邷y(cè)試模塊以及終端利用模塊，天然氣與氫氣通過摻混模塊，能夠得到摻氫體積比為5%—20%、摻氫精度達(dá)到1%的摻氫燃?xì)?。摻氫燃?xì)饨?jīng)減壓調(diào)壓模塊后，進(jìn)入管材相容性評(píng)價(jià)模塊進(jìn)行長(zhǎng)周期試驗(yàn)測(cè)試，然后進(jìn)入燃?xì)馄骶邷y(cè)試模塊進(jìn)行驗(yàn)證。測(cè)試完成后，摻氫燃?xì)膺M(jìn)入深圳市龍華區(qū)求雨嶺生活區(qū)。

據(jù)《中國(guó)能源報(bào)》記者了解，目前該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已成功為求雨嶺生活區(qū)安全供氣近200天，構(gòu)建了國(guó)內(nèi)首座可推廣、可復(fù)制的城鎮(zhèn)燃?xì)鈿錃?ldquo;摻—輸—用”一體化平臺(tái)，平臺(tái)集成測(cè)試、驗(yàn)證、生產(chǎn)功能，摻氫比最高達(dá)到20%，壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃?xì)馊繅毫\(yùn)行范圍。

天然氣摻氫進(jìn)萬家，安全性是重點(diǎn)考慮的問題。深圳燃?xì)庋芯吭憾矽i飛博士告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者：“一方面，項(xiàng)目針對(duì)摻氫天然氣的泄漏擴(kuò)散等事故特征演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并建立了相應(yīng)的失效數(shù)據(jù)庫(kù)，以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法、缺陷評(píng)價(jià)方法、剩余壽命分析方法和應(yīng)急搶險(xiǎn)技術(shù)。此外，我們還在天然氣管道完整性管理技術(shù)的基礎(chǔ)上，初步建立了摻氫天然氣的管道完整性管理技術(shù)，對(duì)摻氫天然氣管道進(jìn)行全生命周期的安全管控；另一方面，我們?cè)谄脚_(tái)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)均設(shè)置了氫氣報(bào)警器，并采購(gòu)專業(yè)的氫氣泄漏探測(cè)器，每?jī)尚r(shí)進(jìn)行一次巡查巡檢。同時(shí)，基于BIM建模技術(shù)，建立了平臺(tái)的數(shù)字化三維模型，并接入遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)，對(duì)平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。”

提供可復(fù)制推廣的樣板

作為國(guó)內(nèi)首座城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)對(duì)未來氫氣在城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域大規(guī)模利用具有較強(qiáng)的引領(lǐng)和示范意義。

“天然氣摻氫可利用現(xiàn)役天然氣管道解決氫氣的大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)問題。這個(gè)項(xiàng)目的初衷主要是想建立一套科學(xué)的摻氫綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，用以研究回答現(xiàn)役城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)是否適用于摻氫天然氣、最合適的摻氫比是多少、關(guān)鍵設(shè)備和部件是否需要改造等關(guān)鍵技術(shù)問題，進(jìn)而形成相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，為摻氫天然氣在城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。”段鵬飛說，“該平臺(tái)的投用，可實(shí)現(xiàn)針對(duì)現(xiàn)役復(fù)雜城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿兰拜斉湓O(shè)施對(duì)摻氫天然氣適應(yīng)性的系統(tǒng)研究，形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系，明確不同城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的可行摻氫比和最優(yōu)摻氫比。”

北京石油化工學(xué)院氫能研究中心副研究員李敬法向《中國(guó)能源報(bào)》記者表示：“該平臺(tái)集測(cè)試、驗(yàn)證、生產(chǎn)功能為一體，較為系統(tǒng)地驗(yàn)證了天然氣摻氫‘摻—輸—用’鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，為摻氫天然氣技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供了理論及技術(shù)支撐，也為未來大規(guī)模復(fù)制、推廣提供了樣板。”

在業(yè)內(nèi)看來，我國(guó)具有較好的發(fā)展天然氣管道摻氫輸送技術(shù)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。據(jù)了解，我國(guó)目前已有天然氣管道超100萬公里，其中城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔艿莱?0萬公里，利用燃?xì)饣A(chǔ)設(shè)施進(jìn)行摻氫實(shí)現(xiàn)“氫進(jìn)萬家”具有顯著的減排效果。

中國(guó)城市燃?xì)鈪f(xié)會(huì)此前發(fā)布的《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究報(bào)告（以下簡(jiǎn)稱《報(bào)告》）預(yù)測(cè)，“十四五”期間，我國(guó)新增天然氣管道摻氫示范項(xiàng)目15—25個(gè)，摻氫比例3%—20%，氫氣消納量15萬噸/年，總長(zhǎng)度1000公里以上。其中新增長(zhǎng)輸天然氣管道摻氫示范項(xiàng)目2—5個(gè)，摻氫比例3%，氫氣消納量10萬噸/年，總長(zhǎng)度800公里以上。新增城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒涫痉俄?xiàng)目10—20個(gè)，摻氫比例3%—20%，氫氣消納量5萬噸/年，總長(zhǎng)度200公里以上。

需建立標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系

多位業(yè)內(nèi)專家指出，未來要實(shí)現(xiàn)摻氫天然氣大規(guī)模利用，仍有諸多工作要落實(shí)。

中國(guó)石油大學(xué)（華東）儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院教授劉翠偉告訴《中國(guó)能源報(bào)》記者：“從平臺(tái)目前運(yùn)行的情況來看，未來實(shí)現(xiàn)摻氫燃?xì)獾膶拤毫?、長(zhǎng)周期、規(guī)模化應(yīng)用是可行的。當(dāng)然，還需要進(jìn)一步進(jìn)行長(zhǎng)周期實(shí)驗(yàn)，更準(zhǔn)確地對(duì)現(xiàn)役燃?xì)饣A(chǔ)設(shè)施進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)，并形成標(biāo)準(zhǔn)體系。”

“要實(shí)現(xiàn)摻氫天然氣的大規(guī)模推廣，該平臺(tái)的投產(chǎn)只是一個(gè)開始，還需要各大城燃企業(yè)一起努力，投入大量的人力、時(shí)間和物力來開展實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究，形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系。另外，從產(chǎn)業(yè)鏈角度而言，天然氣長(zhǎng)輸管道摻氫、氫氣來源、下游燃器具適應(yīng)性等相關(guān)問題還需進(jìn)一步研究突破。”段鵬飛說。

李敬法也表示，一方面，要加快經(jīng)濟(jì)、高效綠氫制備技術(shù)的發(fā)展，為城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒涮峁┙?jīng)濟(jì)、充足的綠氫氫源。“另一方面，要進(jìn)一步深入驗(yàn)證‘摻—輸—用’鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，例如多場(chǎng)景、復(fù)雜工況的應(yīng)用，并制定相應(yīng)的摻氫天然氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完善法律法規(guī)。”

《報(bào)告》建議，要加強(qiáng)“政產(chǎn)學(xué)研用”機(jī)構(gòu)合作，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，建立有效的共享平臺(tái)與合作機(jī)制。同時(shí)，構(gòu)建天然氣摻氫適應(yīng)性評(píng)估方法及數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，積極推進(jìn)天然氣摻氫應(yīng)用示范，實(shí)現(xiàn)“氫進(jìn)萬家”。此外，要培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才，成立國(guó)家級(jí)工程技術(shù)研究中心，加強(qiáng)天然氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)研究。