氢储运为氢能产业发展痛点,氢能储存—运输环节处于产业链的中游。目前氢气储运环节的成本约占产业链所有环节的30%—40%,此外,还存在有成本高和运输难两大问题。为保证氢能产业的持续性发展,需要找到一种高效、低成本的氢气储运技术。
我国的氢能供给存在着错配关系,我国氢气资源有“西富东贫、北多南少”,而在需求方面又呈现相反的情况。
如何更高效便捷地把我国西部的氢气运送到东部市场需求旺盛的区域,一直是制约氢产业发展的瓶颈问题,过高的成本会让氢能在市场失去竞争力。
目前,汽车运输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,制约了产业链发展。
与长管拖车、液罐槽车运输成本相比,在不考虑前期管道投资的情况下,管道运输有望受益于其经济性和运输规模的优势,成为未来氢气运输的最优模式。
管道运输的优缺点
优点
1。长距离输送:氢能源管道可以在地下或海底进行输送,不受地理环境限制,可以实现跨国、跨地区的长距离输送,有助于优化资源配置,提高能源的利用效率。
2。安全性高:氢气具有较高的密度,需要高压储存。氢能源管道采用加压的方式输送氢气,可以有效地降低安全风险。
3。环保:管道运输可以减少原料装载过程中产生的污染,有利于环境保护。
4。灵活性:氢能源管道运输可以实现实时调度和控制,对于可再生能源的波动性具有很强的适应性。
缺点
1。建设成本高:管道运输适用于大规模、长距离的运输,单位能耗较低,但又有较高的建设成本。管道运氢成本主要来源于与输送距离正相关的管材折旧及维护费用,在当前加氢站尚未普及、站点较为分散的情况下,管道运氢的成本优势并不明显。此外,氢气的泄露可能导致严重的安全问题,这也会使维护成本增加。
2。技术难题:氢能源管道的建设和运营面临着许多技术挑战,如怎样确保管道的安全运行、如何解决氢气的存储问题等。
3。基础设施限制:氢能源管道需要相应的基础设施支持,如加气站、储气库等。这些设施的建设可能受到地区资源、政策等因素的影响。
目前国内的探索和发展
目前我国的氢能管道运输还处于发展阶段,但尚未大规模普及作为氢能储运的主要方式。我国氢气管道长度仍然落后于发达国家,建设进度较慢。
近年来政府部门陆续颁发氢能相关政策,其中多个政策对氢储运技术发展和体系构建等方面提出了明确规划,以鼓励加快氢储运技术攻关,驱动氢储运体系快速发展。
北京市发改委印发的《北京市可再生能源替代行动方案(2023—2025年)》文件指出:推动氢能运输和储备设施建设,研究规划氢能运输通道,开展管道输氢可行性研究与线路规划,科学布局市内氢能储存设施,推动建立氢能制储运标准体系。
我国首条“西氢东送”输氢管道示范工程被纳入国家规划。中石化乌兰察布到燕山石化的“西氢东送”纯氢管道示范工程纳入《石油天然气“全国一张网建设实施方案”》。
根据中国石化发布,我国首条“西氢东送”输氢管道起于内蒙古自治区乌兰察布市,终点位于北京市,全长400多公里,是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。
央视新闻报道称,中国石油利用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得突破,这为我国今后大规模、低成本的远距离氢能运输提供了技术支撑。
北京石油化工学院氢能研究中心主任宇波认为,无论是天然气管道掺氢输送,还是建设纯输氢管道,都将很好地解决我国绿氢供需异地矛盾问题。
宇波表示:“我国主要的绿氢供给地一般在风光资源比较丰富的中西部地区,绿氢供给地远离东部用氢负荷中心,供需异地矛盾问题突出。氢能产业健康发展需要经济高效的氢输运技术,通过长输管道输送氢气具有输量大、安全、高效的特点。氢气长距离管道输送技术的发展,有助于解决氢能产业链中氢输运这一‘卡脖子’环节,进一步完善国内氢能输运体系。”
在未来的发展中,需要综合考虑各种因素,制定合理的政策和措施,以实现可持续发展。大规模集中制氢和氢能长距离运输是未来趋势,管道输送作为一种经济可行的运输方式,将在加快氢能资源调配和市场覆盖,促进氢能在能源结构优化调整中发挥重要作用。