來源：中國能源報

作為一種清潔零碳能源，氫能被譽為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、運、用的相關(guān)探索實踐不斷、突破不斷。

近日，全國首座城鎮(zhèn)燃氣摻氫綜合實驗平臺在深圳投用，實現(xiàn)摻氫燃氣的寬壓力、長周期、規(guī)模化應(yīng)用，標(biāo)志著“氫進萬家”進入全新發(fā)展階段。

在業(yè)內(nèi)看來，該平臺成功投用對城燃領(lǐng)域利用天然氣摻氫具有較大參考和借鑒作用，對未來推進“氫進萬家”產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展、助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)意義重大。

平臺已安全供氣近200天

據(jù)項目主要建設(shè)方——深圳市燃氣集團股份有限公司（以下簡稱“深圳燃氣”）相關(guān)負責(zé)人介紹，該項目平臺主要包括摻混模塊、減壓調(diào)壓模塊、管材相容性評價模塊、燃氣器具測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%、摻氫精度達到1%的摻氫燃氣。摻氫燃氣經(jīng)減壓調(diào)壓模塊后，進入管材相容性評價模塊進行長周期試驗測試，然后進入燃氣器具測試模塊進行驗證。測試完成后，摻氫燃氣進入深圳市龍華區(qū)求雨嶺生活區(qū)。

據(jù)了解，目前該實驗平臺已成功為求雨嶺生活區(qū)安全供氣近200天，構(gòu)建了國內(nèi)首座可推廣、可復(fù)制的城鎮(zhèn)燃氣氫氣“摻—輸—用”一體化平臺，平臺集成測試、驗證、生產(chǎn)功能，摻氫比最高達到20%，壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃氣全部壓力運行范圍。

天然氣摻氫進萬家，安全性是重點考慮的問題。深圳燃氣研究院段鵬飛博士告訴《中國能源報》記者：“一方面，項目針對摻氫天然氣的泄漏擴散等事故特征演化規(guī)律進行了系統(tǒng)分析，并建立了相應(yīng)的失效數(shù)據(jù)庫，以及風(fēng)險評價方法、缺陷評價方法、剩余壽命分析方法和應(yīng)急搶險技術(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)，對摻氫天然氣管道進行全生命周期的安全管控；另一方面，我們在平臺各關(guān)鍵節(jié)點均設(shè)置了氫氣報警器，并采購專業(yè)的氫氣泄漏探測器，每兩小時進行一次巡查巡檢。同時，基于BIM建模技術(shù)，建立了平臺的數(shù)字化三維模型，并接入遠程監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，對平臺數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控。”

提供可復(fù)制推廣的樣板

作為國內(nèi)首座城鎮(zhèn)燃氣摻氫綜合實驗平臺，該平臺對未來氫氣在城鎮(zhèn)燃氣領(lǐng)域大規(guī)模利用具有較強的引領(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)模儲運問題。這個項目的初衷主要是想建立一套科學(xué)的摻氫綜合實驗平臺，用以研究回答現(xiàn)役城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(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，進而形成相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)體系，為摻氫天然氣在城鎮(zhèn)燃氣領(lǐng)域進行大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。”段鵬飛說，“該平臺的投用，可實現(xiàn)針對現(xiàn)役復(fù)雜城鎮(zhèn)燃氣管道及輸配設(shè)施對摻氫天然氣適應(yīng)性的系統(tǒng)研究，形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評價體系，明確不同城鎮(zhèn)燃氣輸配系統(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表示：“該平臺集測試、驗證、生產(chǎn)功能為一體，較為系統(tǒng)地驗證了天然氣摻氫‘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，我國目前已有天然氣管道超100萬公里，其中城鎮(zhèn)燃氣輸配管道超90萬公里，利用燃氣基礎(chǔ)設(shè)施進行摻氫實現(xiàn)“氫進萬家”具有顯著的減排效果。

中國城市燃氣協(xié)會此前發(fā)布的《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究報告（以下簡稱《報告》）預(yù)測，“十四五”期間，我國新增天然氣管道摻氫示范項目15—25個，摻氫比例3%—20%，氫氣消納量15萬噸/年，總長度1000公里以上。其中新增長輸天然氣管道摻氫示范項目2—5個，摻氫比例3%，氫氣消納量10萬噸/年，總長度800公里以上。新增城鎮(zhèn)燃氣摻氫示范項目10—20個，摻氫比例3%—20%，氫氣消納量5萬噸/年，總長度200公里以上。

需建立標(biāo)準(zhǔn)和評價體系

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

中國石油大學(xué)（華東）儲運與建筑工程學(xué)院教授劉翠偉說：“從平臺目前運行的情況來看，未來實現(xiàn)摻氫燃氣的寬壓力、長周期、規(guī)?；瘧?yīng)用是可行的。當(dāng)然，還需要進一步進行長周期實驗，更準(zhǔn)確地對現(xiàn)役燃氣基礎(chǔ)設(shè)施進行適應(yīng)性評價，并形成標(biāo)準(zhǔn)體系。”

“要實現(xiàn)摻氫天然氣的大規(guī)模推廣，該平臺的投產(chǎn)只是一個開始，還需要各大城燃企業(yè)一起努力，投入大量的人力、時間和物力來開展實驗測試研究，形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。另外，從產(chǎn)業(yè)鏈角度而言，天然氣長輸管道摻氫、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、高效綠氫制備技術(shù)的發(fā)展，為城鎮(zhèn)燃氣摻氫提供經(jīng)濟、充足的綠氫氫源。“另一方面，要進一步深入驗證‘摻—輸—用’鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，例如多場景、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)。”

《報告》建議，要加強“政產(chǎn)學(xué)研用”機構(gòu)合作，促進全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，建立有效的共享平臺與合作機制。同時，構(gòu)建天然氣摻氫適應(yīng)性評估方法及數(shù)據(jù)庫平臺，積極推進天然氣摻氫應(yīng)用示范，實現(xiàn)“氫進萬家”。此外，要培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才，成立國家級工程技術(shù)研究中心，加強天然氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)研究。