天然氣摻氫技術(shù)
2025-07-22 15:18:25
kenengadmin
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天然氣摻氫技術(shù)是一種將氫氣以一定體積比例摻入天然氣中，通過(guò)現(xiàn)有天然氣管道進(jìn)行輸送的技術(shù)。摻氫天然氣可直接利用于終端也可以分離后獨(dú)立應(yīng)用。近年，受“雙碳”背景驅(qū)動(dòng)及政策等因素影響，天然氣摻氫技術(shù)逐步成為能源領(lǐng)域的新熱潮，尤其是今年，這一技術(shù)在政策、示范項(xiàng)目以及下游應(yīng)用等方面喜訊頻頻，發(fā)展迅速。
天然氣摻氫怎么一下子就火了呢？它的適用場(chǎng)景到底有哪些？發(fā)展?jié)摿θ绾?？?jīng)濟(jì)性是否得到解決？還有哪些技術(shù)挑戰(zhàn)？本文展開(kāi)介紹。
天然氣摻氫2025H1動(dòng)態(tài)不斷
今年天然氣摻氫發(fā)展明顯提速，開(kāi)年至今，相關(guān)政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目以及下游應(yīng)用的消息此起彼伏、連續(xù)不斷。
政策方面，在6月5日印發(fā)的《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于組織開(kāi)展能源領(lǐng)域氫能試點(diǎn)工作的通知》（國(guó)能綜通科技〔2025〕91 號(hào)》中明確支持開(kāi)展氫氨燃料供電供能方向試點(diǎn)工作，其中燃機(jī)類(lèi)項(xiàng)目規(guī)模不低于 10 兆瓦，摻氫/摻氨比例不低于 15%；燃煤鍋爐類(lèi)項(xiàng)目規(guī)模不低于 300 兆瓦，摻氫/摻氨比例不低于 10%。
5月27日，濰坊市財(cái)政局官網(wǎng)發(fā)布的《關(guān)于印發(fā)支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策的通知》中指出：鼓勵(lì)天然氣管道摻氫及純氫管網(wǎng)建設(shè)。研究制定天然氣管道摻氫（含純氫管道）管理辦法。天然氣管道摻氫及純氫管網(wǎng)示范項(xiàng)目，優(yōu)先納入“氫進(jìn)萬(wàn)家”科技示范工程。
整體看，我國(guó)天然氣摻氫正從技術(shù)驗(yàn)證階段轉(zhuǎn)向示范應(yīng)用階段。國(guó)家及部分地方政府已經(jīng)開(kāi)始將天然氣摻氫作為探索氫能多元化發(fā)展的重要路徑加以推廣。
天然氣摻氫應(yīng)用空間與挑戰(zhàn)
我國(guó)已建成互聯(lián)互通的天然氣主干網(wǎng)，掌握氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)與工藝，具備發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)條件。發(fā)展天然氣摻氫既可解決氫氣消納問(wèn)題，又能緩解天然氣應(yīng)用二氧化碳排放的問(wèn)題（數(shù)據(jù)顯示：天然氣摻氫20%，碳排放減少5%；天然氣摻氫50%，燃燒碳排放減少20%），這應(yīng)該是近年天然氣摻氫受到關(guān)注且發(fā)展逐步加快的主要原因。
天然氣摻氫的應(yīng)用目前主要有兩種：一是作為氫氣的儲(chǔ)運(yùn)介質(zhì)，最終實(shí)現(xiàn)分離提取高純氫；二是直接實(shí)現(xiàn)燃燒應(yīng)用。其中分離提取高純氫，主要針對(duì)同時(shí)存在大量氫氣、天然氣市場(chǎng)缺口的場(chǎng)景，目前僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)案例，如浙能集團(tuán)實(shí)施的國(guó)內(nèi)首次30%城燃摻氫和分離試驗(yàn)。而燃燒應(yīng)用的場(chǎng)景則相對(duì)比較多，比如鍋爐、窯爐、灶具、燃?xì)廨啓C(jī)等，天然氣燃燒應(yīng)用的多數(shù)領(lǐng)域都可以進(jìn)行摻氫替代，空間巨大。
不過(guò)，就現(xiàn)階段而言，天然氣摻氫包括天然氣摻氫燃燒在實(shí)際推廣中還面臨多維度的挑戰(zhàn)。
比如在經(jīng)濟(jì)性方面，氫氣單位體積熱值僅為天然氣的1/3，若終端提供相同熱值，氫氣價(jià)格需低于天然氣價(jià)格的1/3才具經(jīng)濟(jì)性。按照目前民用管道天然氣最新價(jià)格2.7元/方來(lái)計(jì)算，氫氣的成本至少要在0.9元/方，即10元/kg，這還未考慮管道輸氫的輸氫距離成本。而目前綠氫成本遠(yuǎn)高于這個(gè)價(jià)格。另外，在基礎(chǔ)設(shè)施上，從管道材料升級(jí)，到終端設(shè)備改造（如燃?xì)廨啓C(jī)氫燃燒系統(tǒng)）也還需要進(jìn)行一定的投資。
安全性方面，氫氣分子小、擴(kuò)散快，易通過(guò)微小孔隙泄漏，且爆炸極限范圍（4%-75%）遠(yuǎn)寬于甲烷（5%-15%）。摻氫后，現(xiàn)有天然氣管道、閥門(mén)密封性可能不足，尤其在封閉空間易形成可燃混合氣體，需升級(jí)泄漏檢測(cè)和防爆系統(tǒng)。再就是，長(zhǎng)期摻氫可能導(dǎo)致管道“氫脆”（材料塑性下降）和氫腐蝕（鋼脫碳微裂紋），縮短管道壽命。例如，摻氫比例超過(guò)20%時(shí)需采用抗氫脆合金管道，現(xiàn)有碳鋼管網(wǎng)需逐步替換。
另外在政策標(biāo)準(zhǔn)層面，我國(guó)尚未出臺(tái)國(guó)家層面的摻氫發(fā)展規(guī)劃，部分地方試點(diǎn)雖明確時(shí)間表，但缺乏統(tǒng)一技術(shù)路線(xiàn)和激勵(lì)機(jī)制，這也在一定程度對(duì)天然氣摻氫的發(fā)展形成限制。
整體看，天然氣摻氫是氫能規(guī)?；瘧?yīng)用的重要環(huán)節(jié)，也具有較好的碳減排效應(yīng)，但它還需攻克經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)、制度等壁壘?？上驳氖牵瑥漠?dāng)前勢(shì)頭看，從國(guó)家到地方政府到企業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始著手于這些方面的攻關(guān)。一個(gè)通過(guò)天然氣摻氫化解氫能消納并推動(dòng)多領(lǐng)域用氫的新發(fā)展階段，可能已經(jīng)并不遙遠(yuǎn)。