文/仲冰 張學(xué)秀 張博 彭蘇萍, 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)管理學(xué)院 煤炭資源與安全開采國家重點實驗室,中國工程科學(xué)
一、前言
氫能作為清潔、高效、應(yīng)用場景多元的能量載體,是連接傳統(tǒng)化石能源與可再生能源的橋梁,成為當(dāng)前能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域。發(fā)展氫能,可以有效優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),降低傳統(tǒng)化石能源的消費量,促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級;將有效減少碳排放并降低環(huán)境污染,支持實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。以氫能為要素之一,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系,是落實能源安全新戰(zhàn)略、推進(jìn)能源革命的重要依托,對于新時期能源轉(zhuǎn)型發(fā)展具有重要意義。
氫能產(chǎn)業(yè)分為上游制氫、中游儲運、下游應(yīng)用,涉及制氫、儲氫、運氫、加氫、用氫等環(huán)節(jié),具有鏈條長、關(guān)聯(lián)度強(qiáng)、輻射廣等特點。目前,我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的上游、下游分布存在嚴(yán)重的空間不均衡情況,因而大規(guī)模集中制氫、長距離輸氫將是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié);在制氫成本持續(xù)走低的前景下,氫能的儲運效率成為制約氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的瓶頸環(huán)節(jié)。適用于大規(guī)模氫能運輸?shù)募夹g(shù)方案主要有集裝管束運輸、管道運輸、液氫槽車運輸?shù)?,其中管道運輸具有運量大、距離長、能耗少、成本低等優(yōu)勢,也是相對經(jīng)濟(jì)且低碳的方式。目前,世界氫氣管道總里程超過4600 km,發(fā)達(dá)國家的氫氣長輸管道建設(shè)及輸氫技術(shù)較為成熟。在我國,純氫管道建設(shè)進(jìn)展緩慢(總里程約為100 km),管道輸氫技術(shù)體系仍在發(fā)展完善過程中,不能滿足大規(guī)模氫能應(yīng)用的實際需求;純氫管道的初始投資大、建設(shè)周期長,很難在短期內(nèi)形成與氫能發(fā)展需求相匹配的輸運規(guī)模。
值得指出的是,近年來我國天然氣管網(wǎng)基本建成,實現(xiàn)了天然氣干線管道的互聯(lián)互通;若在天然氣中摻入一定比例的氫氣以組成摻氫天然氣,通過天然氣管網(wǎng)將摻氫天然氣輸送至終端用戶,隨后或者直接利用、或者提氫后分別單獨使用,將大幅提升氫能的時空調(diào)配規(guī)模與效率,實質(zhì)性推動我國氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。也要注意到,天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范的起步階段,技術(shù)體系的成熟度、摻氫天然氣的使用效能及潛在影響均具有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。為此,本文基于天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成,探討天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)對我國能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的價值,梳理天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的國際進(jìn)展、國內(nèi)現(xiàn)狀、關(guān)鍵問題,進(jìn)而提出培育天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建議,以期為相關(guān)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展研究提供基礎(chǔ)參考。
二、 天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈范疇
《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》(2021年)要求統(tǒng)籌推進(jìn)氫能“儲輸用”全鏈條發(fā)展。天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)作為氫能“儲輸”的重要依托,需要從上游制氫到下游摻氫天然氣終端利用等全產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的技術(shù)支撐。
制氫技術(shù)路線主要有化石燃料重整制氫(如煤制氫、天然氣制氫)、工業(yè)副產(chǎn)氫(如焦?fàn)t煤氣副產(chǎn)氫、氯堿工業(yè)副產(chǎn)氫)、清潔能源電解水制氫、其他制氫新技術(shù)(如太陽能光解水制氫、生物質(zhì)制氫。我國是世界最大的制氫國,制氫產(chǎn)量約為3300萬t/a;煤制氫作為我國現(xiàn)階段的主要方案,技術(shù)成熟度高且成本相對低,但碳排放量大、環(huán)境污染問題不容忽視。未來隨著風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電成本的降低,“可再生能源+電解水制氫”將降低碳排放強(qiáng)度,成為大規(guī)模制氫的優(yōu)選方案。
天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)包括混氫、摻氫天然氣儲運,按照應(yīng)用場景可分為向天然氣長輸管道、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)摻混一定比例氫氣來分別實現(xiàn)天然氣摻氫輸送。天然氣、氫氣均為清潔能源氣體,天然氣儲運基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵設(shè)備對氫氣均有一定的適應(yīng)性;但天然氣與氫氣在能量密度、爆炸極限、擴(kuò)散系數(shù)等特性方面又有明顯差別,使得天然氣摻氫輸送對管材的適應(yīng)性有特定要求,也會對壓縮機(jī)、調(diào)壓器、儲氣庫、儲罐、閥門等關(guān)鍵設(shè)備性能產(chǎn)生潛在影響。已有研究表明,利用天然氣管網(wǎng)輸送低摻氫比天然氣,原有管網(wǎng)的適應(yīng)性較好;輸送高摻氫比天然氣,則需要更新(或改造)原有管材及設(shè)備,升級安全防控與應(yīng)急技術(shù)體系。
天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)鏈的下游環(huán)節(jié)主要是終端多元應(yīng)用生態(tài)。居民用戶、商業(yè)用戶、工業(yè)用戶等終端用戶,既可直接使用摻氫天然氣,也可將摻氫天然氣進(jìn)行提氫分離后再分別使用。例如,建筑領(lǐng)域可將摻氫天然氣應(yīng)用于燃?xì)庠?、燃?xì)鉄崴鳌⑷細(xì)獗趻鞝t、小型鍋爐等;工業(yè)領(lǐng)域可將摻氫天然氣應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、工業(yè)窯爐、工業(yè)燃燒器等。摻氫天然氣在交通領(lǐng)域也有良好的應(yīng)用前景,如使用摻氫天然氣燃料可有效提高天然氣發(fā)動機(jī)的熱效率并降低污染物排放。
三 、發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的重要價值
(一 )突破氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展瓶頸
當(dāng)前,氫能儲運成本約占到“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈總成本的30%~40%,在我國氫能儲運基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展薄弱的條件下,氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展遭遇“卡脖子”環(huán)節(jié)。按照氫能輸送狀態(tài)的不同,運輸方式分為氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)3類;氣氫輸送以長管拖車、純氫管道輸送、天然氣管道摻氫輸送為主,液氫輸送以液氫罐車、專用液氫駁船、液氫管道為主。一般認(rèn)為,長管拖車在運輸距離小于200 km時具有成本優(yōu)勢;液氫遠(yuǎn)距離輸送優(yōu)勢明顯,但在現(xiàn)有技術(shù)條件下液化系統(tǒng)能耗高且初始投資大。
相較而言,純氫管道輸送、天然氣管道摻氫輸送都能夠?qū)崿F(xiàn)氫能的遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、低能耗運輸,但我國的純氫管道規(guī)劃與建設(shè)剛剛起步,形成大規(guī)模輸氫能力必然需要較長的周期。我國天然氣管網(wǎng)總里程約為11萬km,“全國一張網(wǎng)”已基本建成,2025年總里程將達(dá)到16.3萬km,這就為發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)提供了堅實的基礎(chǔ)條件。可以認(rèn)為,以摻氫天然氣的形式開展氫能儲運與利用,將是快速突破氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展瓶頸的主要方式。
(二)解決可再生能源消納問題
我國西部地區(qū)風(fēng)能、太陽能資源豐富,而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡使得西部地區(qū)難以實現(xiàn)可再生能源的就地消納;可再生能源發(fā)電面臨間歇性、波動性、隨機(jī)性、調(diào)峰難等問題,導(dǎo)致棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象嚴(yán)重。因此,利用可再生能源制儲氫,將促進(jìn)可再生能源的時空高效調(diào)配,提高可再生能源的消納利用水平。我國可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模超過10億kW(2021年),疊加未來繼續(xù)增長的裝機(jī)量,為綠氫供給創(chuàng)造了極大空間。隨著可再生能源制氫技術(shù)的完善提升以及綜合成本的降低,積極發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)能夠規(guī)模化利用可再生能源制取的綠氫,有效解決可再生能源的就地消納問題;這又將引導(dǎo)風(fēng)能、太陽能等資源的全面開發(fā),從而進(jìn)一步提高可再生能源在能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中的滲透率。
(三)通過“氫進(jìn)萬家”來緩解天然氣供應(yīng)壓力
2021年,我國能源消費總量為52.4億tce,其中天然氣表觀消費量為3726億m3(同比增長12.7%);結(jié)合天然氣產(chǎn)量(2076億m3,同比增長7.8%)來看,我國天然氣供需存在明顯缺口。在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下,天然氣作為清潔低碳的終端能源類型,能夠與可再生能源發(fā)展形成良性互補(bǔ)的供能格局;2030年,我國天然氣年消費量將達(dá)到5500億~6000億m3,年產(chǎn)量在2500億m3左右,供應(yīng)壓力進(jìn)一步加大 。摻氫天然氣能夠利用氫氣替代一部分天然氣消費,若按摻氫比(體積比)10%~20%測算,同等熱值下,預(yù)計每年可替代100億~200億m3,將在一定程度上緩解天然氣的供應(yīng)緊張問題。摻氫天然氣的多元化終端應(yīng)用,將促進(jìn)氫能生產(chǎn)與終端用能雙向協(xié)同,在參與保障天然氣供應(yīng)安全的同時,實現(xiàn)“氫進(jìn)萬家”。
(四)實現(xiàn)終端用能領(lǐng)域深度減碳
摻氫天然氣作為清潔低碳燃料,通過建成的天然氣管網(wǎng)輸送至工業(yè)、建筑、交通等難脫碳領(lǐng)域的終端用能設(shè)備,將降低終端用能的碳排放水平。荷蘭2007年開展的天然氣摻氫示范項目表明,天然氣摻氫后能使燃燒產(chǎn)生的碳氧化物、氮氧化物排放量大幅降低。在建筑領(lǐng)域,利用摻氫天然氣供暖是實現(xiàn)建筑領(lǐng)域能源消費低碳轉(zhuǎn)型最有潛力的發(fā)展方向。在交通領(lǐng)域,摻氫天然氣可提高天然氣內(nèi)燃機(jī)的熱效率并減少排氣損失,降低車輛尾氣中的甲烷排放量?;诂F(xiàn)有技術(shù),將低于一定比例的氫氣摻入天然氣管網(wǎng),無需改造升級現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)設(shè)施,因此發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)在有效提高天然氣管網(wǎng)整體調(diào)峰能力的同時,支持實現(xiàn)終端用能的深度脫碳。
(五)帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新
發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)需要可再生能源制氫、儲氫、混氫、輸氫、提氫、用氫等全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)的綜合發(fā)展。與領(lǐng)域先行國家相比,我國天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)起步較晚,摻氫天然氣全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉俄椖肯∩?,缺乏全面的技術(shù)體系和成熟的工程實踐。著眼經(jīng)濟(jì)社會的實際需求,發(fā)展天然氣管道摻氫技術(shù),必將帶動從能源生產(chǎn)端到消費端在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新,進(jìn)而提升我國能源領(lǐng)域高端裝備制造技術(shù)水平,催生能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級新動力。如前所述,若按摻氫比(體積比)10%~20%測算,預(yù)計2030年有270萬~630萬t氫氣摻入天然氣管網(wǎng);按照“制儲輸用”全生命周期成本(30元/kg)計算,全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將達(dá)800~1800億元/年。
四、天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢
(一)國際天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
天然氣管網(wǎng)摻氫輸送技術(shù)理念在1972年即已提出。隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量的快速增長、燃料電池技術(shù)的迭代升級,相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到更多關(guān)注。歐盟、德國、法國、美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)均發(fā)布了氫能戰(zhàn)略,認(rèn)為天然氣管道摻氫輸送、將天然氣基礎(chǔ)設(shè)施改造為氫能基礎(chǔ)設(shè)施是打破氫能運輸瓶頸、促進(jìn)氫能經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要舉措(見表1)。在標(biāo)準(zhǔn)層面,國際上氫氣長輸管道技術(shù)已經(jīng)成熟,對應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究較為全面,如美國ASME B31.12—2019、歐洲CGAG-5.6—2005、亞洲AIGA 033/06—2006等。天然氣管道輸送技術(shù)形成了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)體系,如美國ASME B31.8—2018、ASCEALA—2001、加拿大CSA Z662—2011等。然而,天然氣管道摻氫輸送專用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系有待研究制定。
表1 主要國家和地區(qū)發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的相關(guān)規(guī)劃
在示范項目層面,諸多國家開展了天然氣摻氫可行性研究、天然氣管道摻氫輸送示范工程建設(shè),測試了不同比例的摻氫天然氣對管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、終端設(shè)備的影響;已開展的天然氣摻氫示范項目的摻氫比多在5%~30%,氫源以可再生能源制氫為主。2004年,歐盟NaturalHy項目聯(lián)合15家天然氣企業(yè)開展了天然氣管道摻氫的潛在影響研究,認(rèn)為天然氣管道中摻入20%的氫氣不會顯著增加爆炸等安全風(fēng)險。2008年,荷蘭開展了風(fēng)電制氫摻入天然氣管網(wǎng)VG2項目研究以明確摻氫比上限,2010年的平均摻氫比例達(dá)到12%。2014年,法國GRHYD項目探索將風(fēng)電制氫以不高于20%的比例注入天然氣管網(wǎng)供居民使用,通過加氣站為天然氣動力客車提供摻氫比為6%~20%的摻氫天然氣。2019年,意大利國家天然氣管網(wǎng)公司開展了5%氫氣摻入天然氣管網(wǎng)試驗,目前摻氫比已提高至10%。2019年,英國公司將20%氫氣注入園區(qū)天然氣管網(wǎng)以研究摻氫天然氣對居民用戶的影響。2020年,澳大利亞啟動了天然氣摻氫示范項目,將基于可再生能源的電解水制氫以10%比例摻入到天然氣管網(wǎng)并供用戶使用。美國HyBlend項目針對天然氣管道摻氫輸送的技術(shù)瓶頸環(huán)節(jié),開展長期使用條件下天然氣管材和操作對氫氣的相容性評估。
(二)我國天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
目前,我國已是世界最大的制氫國,可再生能源裝機(jī)量保持領(lǐng)先,未來可再生能源制氫的發(fā)展?jié)摿薮?;基本建成了互?lián)互通的天然氣主干網(wǎng),初步掌握了氫能“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈的主要技術(shù)與生產(chǎn)工藝,發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)條件良好。
《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》《關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見》《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》密集發(fā)布,要求開展摻氫天然氣管道及輸送關(guān)鍵設(shè)備安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性和完整性評價,探索輸氣管道摻氫輸送等高效輸氫方式,開展摻氫天然氣管道試點示范,逐步構(gòu)建低成本、多元化的氫能儲運體系。然而,天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段,尚未出臺國家層面的發(fā)展規(guī)劃。部分省份發(fā)布了地方氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,將天然氣摻氫技術(shù)作為氫能儲運及終端應(yīng)用領(lǐng)域的突破口(見表2)。
表2 部分省份的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)劃情況
全國氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、全國燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會牽頭開展了氫能領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂工作。我國已發(fā)布的氫能相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)有90余項,但涉及天然氣摻氫技術(shù)的僅有《車用壓縮氫氣天然氣混合燃?xì)狻罚℅B/T 34537—2017)1項。此外,《煤制合成天然氣》(GB/T 33445—2016)規(guī)定了煤制合成天然氣一類氣中氫氣含量(摩爾分?jǐn)?shù))不超過3.5%,二類氣中氫氣含量不超過5%;《進(jìn)入天然氣長輸管道的氣體質(zhì)量要求》(GB/T 37124—2018)規(guī)定了天然氣中氫氣含量(摩爾分?jǐn)?shù))不超過3%。
我國天然氣摻氫示范項目起步較晚,目前初步建成的有2個:遼寧省朝陽市天然氣摻氫示范項目,氫源為電解水制氫,摻氫比例為10%,實現(xiàn)了制氫、儲運、摻混、利用全鏈條驗證;山西省晉城市天然氣摻氫示范項目,氫源為煤制氫。其他在建或規(guī)劃的示范性項目有12個。
五、發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵問題
天然氣管道摻氫輸送是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,既要考慮技術(shù)可行性,還受安全性、經(jīng)濟(jì)性的制約。雖然包括我國在內(nèi)的諸多國家都在積極開展天然氣管道摻氫輸送的示范應(yīng)用,但在大規(guī)模推廣應(yīng)用之前需要系統(tǒng)解決以下關(guān)鍵問題。
(一)摻氫比例問題
天然氣摻氫后將對天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及終端用能設(shè)備產(chǎn)生影響。摻氫天然氣中氫氣含量不同,對產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)、不同設(shè)備產(chǎn)生的影響也存在差異。各國對摻氫比例上限的規(guī)定不盡相同;而在我國,不同氫氣含量對輸氣、用氣設(shè)施設(shè)備產(chǎn)生的影響尚不明確,示范項目也未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。大力發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè),需要率先論證并明確適合我國發(fā)展實際的摻氫比例。應(yīng)綜合考慮管材、設(shè)備、工藝的適應(yīng)性,確定氫氣含量閾值,確保天然氣摻氫輸送的安全性,平衡相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。
(二)管材及終端設(shè)備的適應(yīng)性問題
當(dāng)前,投入運營的天然氣管道是以輸送天然氣為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計的,以天然氣為原料的工業(yè)用戶工藝流程是基于天然氣設(shè)計的,商業(yè)、居民用戶的終端用能設(shè)備多以天然氣為燃料。而在天然氣摻氫后,必然在一定程度上改變管道內(nèi)原有天然氣的氣質(zhì)條件;管道本體、焊縫、壓縮機(jī)、流量計、調(diào)壓器、閥門等均暴露在高壓富氫環(huán)境中,發(fā)生氫脆、氫腐蝕等氫損傷的風(fēng)險有所加大,將對天然氣管道的運行工況、設(shè)備性能、安全維護(hù)帶來較大改變。對于終端用戶,燃?xì)馄骶摺⑷細(xì)廨啓C(jī)、鍋爐、工業(yè)窯爐等燃燒設(shè)備因各自燃燒性能的不同而對摻氫天然氣的適應(yīng)程度不盡相同,需要考慮摻氫后的燃?xì)饣Q性以及摻氫對燃燒特性的影響,適時開展摻氫天然氣與管材及終端設(shè)備的適應(yīng)性分析。
(三)安全性問題
相比于天然氣的主要成分甲烷,氫氣的爆炸極限范圍更大,高壓情況下的滲漏速率更快,更易發(fā)生泄漏自燃現(xiàn)象,相應(yīng)地?fù)綒涮烊粴庑孤┖蟮谋L(fēng)險也將有所擴(kuò)大。對于終端用戶,天然氣摻氫后將降低氣體的熱值、華白數(shù)等參數(shù),加快火焰燃燒速度,導(dǎo)致終端設(shè)備熱負(fù)荷下降,增大使用過程的回火風(fēng)險。因此,天然氣摻氫后既會在一定程度上增加天然氣長輸管道和城市燃?xì)夤芫W(wǎng)運營的安全風(fēng)險,也對終端用能的安全性提出了更高要求;研究摻氫天然氣泄漏擴(kuò)散規(guī)律及安全風(fēng)險管控,是發(fā)展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)需重點關(guān)注的問題。
(四)經(jīng)濟(jì)性問題
天然氣管道摻氫輸送可在短期內(nèi)以相對少的資金投入來實現(xiàn)氫能長距離、大規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)化運輸,有利于高效地將氫能產(chǎn)地與消費地連接起來。也要注意到,同樣體積氫氣的熱值只有天然氣的1/3,假定天然氣摻氫后能夠在終端提供相同熱值,則氫氣價格理論上應(yīng)是天然氣價格的1/3;按照天然氣門站價格1.8元/m3計算,氫氣價格應(yīng)為6~7元/kg,而這個價格遠(yuǎn)低于現(xiàn)階段的制氫成本。從天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的視角看,目前天然氣摻氫項目的商業(yè)化應(yīng)用并不具有經(jīng)濟(jì)可行性。因此,需要挖掘天然氣摻氫的多元化應(yīng)用場景,設(shè)計適合國情的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈與商業(yè)模式,從而促進(jìn)制氫企業(yè)、管網(wǎng)企業(yè)、終端用戶等相關(guān)主體共同推動天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展。
六、培育天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的建議
( 一)加強(qiáng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計和戰(zhàn)略研究
天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系到氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、天然氣工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展,應(yīng)加強(qiáng)天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的頂層設(shè)計和宏觀研究,深入剖析天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)路線與重點任務(wù),覆蓋基礎(chǔ)研究、裝備研發(fā)、技術(shù)實證、應(yīng)用研究、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、性能測試、商業(yè)模式創(chuàng)新、教育推廣等方面。完善天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)管理模式,建立摻氫天然氣推廣的激勵機(jī)制,合理加大對天然氣摻氫全產(chǎn)業(yè)鏈的財政、金融支持力度。
(二)構(gòu)建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管、技術(shù)與運營管理標(biāo)準(zhǔn)體系
高標(biāo)準(zhǔn)開展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的安全與應(yīng)急管理體系建設(shè),探索建立基于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)安全監(jiān)管平臺;加強(qiáng)管理部門之間的溝通協(xié)作,可延續(xù)天然氣行業(yè)的管理模式,明確天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)的監(jiān)管部門及其責(zé)任義務(wù)。在當(dāng)前天然氣管網(wǎng)監(jiān)管框架的基礎(chǔ)上,完善天然氣摻氫工程建設(shè)的監(jiān)管審批流程。梳理天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作重點,保持摻氫天然氣與氫能、天然氣、城鎮(zhèn)燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)發(fā)展;加快天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè),推動天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)的規(guī)范有序發(fā)展,支持管理部門開展監(jiān)管工作。
(三)加強(qiáng)天然氣摻氫“政產(chǎn)學(xué)研用”合作
建議針對天然氣管道摻氫輸送、摻氫天然氣終端利用,面向2030年、2060年研發(fā)與應(yīng)用重大需求,設(shè)立國家級科技發(fā)展支持項目;加強(qiáng)國家級、地方性研發(fā)計劃對天然氣摻氫基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和裝備的國產(chǎn)化支持力度。遴選行業(yè)骨干企業(yè)、優(yōu)勢高校與科研院所,聯(lián)合組建國家級天然氣摻氫綜合試驗平臺、工程技術(shù)中心,集中力量來共同開展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料、技術(shù)、工藝、設(shè)備的科技攻關(guān)。支持高校、科研院所高質(zhì)量開展氫能、天然氣、綜合能源等的學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng),鼓勵天然氣摻氫領(lǐng)域國際合作與技術(shù)交流,形成國際化的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新機(jī)制和模式。
(四)組建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟
把握未來10年天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機(jī)遇期,建議以政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、多方參與、利益共享為原則,協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)積極投入并破除行業(yè)壁壘,建設(shè)“制氫 ? 混氫 ? 儲運 ? 提氫 ? 用氫”一體化的產(chǎn)業(yè)鏈;探索形成摻氫天然氣多元化應(yīng)用場景和商業(yè)模式,培育健康可持續(xù)的天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,共同拓展天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。鼓勵油氣企業(yè)、管網(wǎng)公司、城鎮(zhèn)燃?xì)馄髽I(yè)加大投入,牽頭組建天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,吸引產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、科研院所、高校、行業(yè)協(xié)會等相關(guān)利益主體廣泛參與;建設(shè)跨行業(yè)溝通共享平臺與合作機(jī)制,保障天然氣摻氫產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展。
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