我國(guó)首次高壓力純氫管道(dào)試驗成功！
2023-06-28
國(guó)家管網集團6月26日發布消息稱，6月25日，9.45MPa全尺寸非金屬管道(dào)純氫爆破試驗在(zài)位于(yú)哈密的(de)國(guó)家管網集團管道(dào)斷裂控制試驗場成功實施，标志着國(guó)内首次高壓力多管材氫氣輸送管道(dào)中間過程應用試驗完成，爲(wéi / wèi)我國(guó)今後實現大(dà)規模、低成本的(de)遠距離純氫運輸提供技術支撐。
本次試驗分爲(wéi / wèi)充氫測試和(hé / huò)純氫爆破測試兩個(gè)階段。試驗管材包括高阻隔柔性複合管、塑料合金複合管、小口徑熱塑性複合管三種非金屬管道(dào)及低鋼級金屬管道(dào)。充氫測試通過模拟管道(dào)真實輸送環境，保持6.3MPa運行壓力，經過30天測試，驗證管道(dào)設備的(de)氫氣相容性、阻隔性以(yǐ)及連接處的(de)密封性。爆破測試将高阻隔柔性複合管升壓至9.45MPa，實施全尺寸純氫氣爆破，進一(yī / yì ／yí)步驗證非金屬管道(dào)在(zài)純氫高壓條件下的(de)承壓性能及燃爆形态。
目前，國(guó)内輸氫管道(dào)規模較小，已建純氫管道(dào)輸送壓力均爲(wéi / wèi)4MPa以(yǐ)下，高壓氫氣管道(dào)輸送相關技術仍處于(yú)研究階段，複合材料輸氫管道(dào)尚無應用案例。本次試驗是(shì)國(guó)内首次對DN250口徑、6.3MPa輸氫非金屬管道(dào)和(hé / huò)在(zài)役金屬管道(dào)進行的(de)在(zài)線測試，管道(dào)尺寸及試驗壓力均超過國(guó)内已建純氫管道(dào)主要(yào / yāo)運行指标；也(yě)是(shì)國(guó)内首次對非金屬管道(dào)進行高壓純氫爆破試驗，爲(wéi / wèi)管道(dào)運行安全管理的(de)綜合數據分析提供了(le／liǎo)更加全面的(de)數據支持。同時(shí)，此次對常規油氣管道(dào)、閥門、密封法蘭等設備進行純氫輸送環境适應性測試，爲(wéi / wèi)在(zài)役油氣管道(dào)改輸氫氣提供了(le／liǎo)技術支撐。
本次試驗利用國(guó)内首個(gè)多介質、多材質、多尺寸管道(dào)試驗測試平台開展。該平台由國(guó)家管網集團自主搭建，覆蓋了(le／liǎo)金屬、非金屬多種材質和(hé / huò)DN600以(yǐ)下多種尺寸管道(dào)試驗場景，能滿足純氫、摻氫和(hé / huò)二氧化碳管道(dào)輸送和(hé / huò)設備設施測試要(yào / yāo)求。同時(shí)，利用自主開發的(de)控制系統，可實現壓力、溫度等工藝參數遠傳、閥門自動控制、測試數據上(shàng)傳等功能。平台建成以(yǐ)來(lái)，吸引了(le／liǎo)國(guó)内多家企業開展不(bù)同材質管道(dào)、閥門、儀表、調壓閥、流量計等設備設施現場試驗和(hé / huò)适應性研究，爲(wéi / wèi)國(guó)内開展高壓管道(dào)輸氫相關技術研究提供了(le／liǎo)解決方案，填補了(le／liǎo)國(guó)内高壓力純氫測試平台空白。
國(guó)家管網集團介紹，開展此次純氫爆破試驗的(de)國(guó)家管網集團管道(dào)斷裂控制試驗場，是(shì)繼英國(guó)、意大(dà)利之(zhī)後全球第三個(gè)管道(dào)斷裂控制試驗場，也(yě)是(shì)國(guó)内唯一(yī / yì ／yí)具備高鋼級、大(dà)口徑、多介質管道(dào)全尺寸爆破試驗技術條件的(de)試驗平台。試驗場先後實施了(le／liǎo)1219/1422mm、X80/X90、12/13.3MPa不(bù)同規格、不(bù)同鋼級、不(bù)同環境下的(de)6次全尺寸氣體爆破試驗和(hé / huò)2次低溫止裂試驗，爲(wéi / wèi)中俄東線等長輸管道(dào)建設提供了(le／liǎo)重要(yào / yāo)依據和(hé / huò)有力支持。
氫能具有零碳、高效、可儲存、安全可控等顯著優勢，據《氫能産業發展中長期規劃（2021-2035年）》，氫能是(shì)國(guó)家能源體系的(de)重要(yào / yāo)組成部分，是(shì)用能終端實現綠色低碳的(de)重要(yào / yāo)載體。目前，已有多個(gè)省市制定并發布氫能發展政策。
當前掣肘氫能産業化發展的(de)核心問題是(shì)成本問題，其中包括氫制取、氫儲運、氫加注三個(gè)環節的(de)成本。在(zài)儲運環節，遠距離運輸是(shì)氫能産業目前主要(yào / yāo)攻堅的(de)關鍵問題。相關報道(dào)指出(chū)，随着我國(guó)首次高壓力純氫管道(dào)試驗取得成功，爲(wéi / wèi)我國(guó)今後實現大(dà)規模、低成本的(de)遠距離純氫運輸提供技術支撐。
目前，我國(guó)有高壓氣氫運輸、低溫液氫運輸和(hé / huò)管道(dào)運輸等三種主要(yào / yāo)運輸手段。
高壓氣氫運輸，就(jiù)是(shì)把氫氣壓縮後儲存在(zài)壓力容器中，由長管拖車運輸。這(zhè)是(shì)目前運用最普遍、技術最爲(wéi / wèi)成熟的(de)運氫方式。通常使用的(de)儲氫容器自重較大(dà)，導緻拖車運輸時(shí)氫氣重量隻能占到(dào)總運輸重量的(de)1%—2%。受到(dào)人(rén)工費與油費影響，高壓氣氫運輸成本随距離增加逐漸上(shàng)升。所以(yǐ)，這(zhè)種方式僅适用于(yú)運輸距離不(bù)超過200公裏的(de)場景。
低溫液氫運輸，是(shì)将氫氣液化後裝入專用的(de)低溫絕熱槽管，通過公路、水路等方式運輸。氫氣經過液化後，體積能量密度更高、占用空間體積更小，運輸效率更高。這(zhè)種運氫方式，運輸成本受距離影響較小，适用于(yú)長距離運輸。但液氫罐車運輸制取液氫的(de)能耗較高，對液氫儲罐的(de)材料和(hé / huò)工藝要(yào / yāo)求高，安全防護技術非常複雜。
管道(dào)運輸，即在(zài)制氫工廠與氫氣站、用氫單位等之(zhī)間建設管道(dào)，氫氣以(yǐ)氣态形式進行運輸。管道(dào)運輸是(shì)實現氫氣大(dà)規模、長距離、低成本運輸的(de)重要(yào / yāo)方式。不(bù)過，氫氣管道(dào)的(de)成本依然是(shì)制約管道(dào)運輸的(de)重要(yào / yāo)因素。利用現有天然氣管道(dào)摻氫運輸，或者改造天然氣管道(dào)以(yǐ)解決管道(dào)建設高成本等，是(shì)近年來(lái)氫氣管道(dào)運輸的(de)研究熱點。而(ér)建設專用純氫氣運輸管道(dào)，則是(shì)輸氫管道(dào)建設的(de)“終極形态”。
随着國(guó)家對氫能産業的(de)逐漸重視，多家公司密集傳來(lái)布局輸氫管道(dào)建設的(de)消息。
4月10日，中國(guó)石化宣布，“西氫東送”輸氫管道(dào)示範工程已被納入《石油天然氣“全國(guó)一(yī / yì ／yí)張網”建設實施方案》，标志着我國(guó)氫氣長距離輸送管道(dào)進入新發展階段。“西氫東送”起于(yú)内蒙古自治區烏蘭察布市，終點位于(yú)北京市的(de)燕山石化，管道(dào)全長400多公裏，是(shì)我國(guó)首條跨省區、大(dà)規模、長距離的(de)純氫輸送管道(dào)。{相關閱讀：一(yī / yì ／yí)期運力10萬噸/年！我國(guó)首條“西氫東送”管道(dào)納入國(guó)家規劃}
4月16日，中國(guó)石油對外發布消息，用現有天然氣管道(dào)長距離輸送氫氣的(de)技術獲得了(le／liǎo)突破。這(zhè)爲(wéi / wèi)我國(guó)後面實現大(dà)規模、低成本的(de)遠距離氫能運輸提供技術支撐。{相關閱讀：中國(guó)石油：現有天然氣管道(dào)長距離輸送氫氣技術獲得突破}
總的(de)來(lái)說(shuō)，管道(dào)輸氫是(shì)實現氫氣大(dà)規模、長距離、低成本運輸的(de)重要(yào / yāo)方式。國(guó)家管網集團按照國(guó)家《氫能産業發展中長期規劃（2021-2035年）》要(yào / yāo)求，積極穩妥實施管網“雙碳”行動方案，加快推進氫氣、二氧化碳等多種介質儲運前沿技術攻關，推動天然氣管輸業務與全國(guó)新能源業務融合發展，助力氫能“制儲輸用”全鏈條産業建設。