天然氣摻氫技術發展現狀及相關標準體系

上海舜華新能源系統有限公司 劉京京 李志軍 何宏凱

2021年10月，國務院印發《2030年前碳達峰行動方案》，明確要求到2030年前，非化石能源消費比重達到25%左右，加快氫能技術研發和示范應用，加快先進適用技術研發和推廣應用，集中力量開展復雜大電網安全穩定運行和控制；大容量風電、高效光伏、低成本可再生能源制氫等，為推動各方進行能源低碳轉型，最終實現綠色發展提供了強大動力。

由于我國特殊的地理特征，在中西部地區蘊含豐富的水能、風能和太陽能資源，但風能和太陽能存在間歇性、波動性等不穩定特性，導致該地區可再生能源的發電量難以完全消納或用于調峰，從而造成了“棄水棄風棄光”的后果。通過可再生能源“電轉氣(P2G)”技術用難以并網的發電量進行電解水得到氫氣，隨后進行氫氣的儲存、運輸和利用，是解決“棄水棄風棄光”問題的有效途徑之一。氫氣的輸送是連接全產業鏈上下游的關鍵環節，將其按一定比例摻入天然氣形成摻氫天然氣，然后利用在役的天然氣管道及其輸配管網進行輸送，是目前可實現安全高效、大規模和長距離輸氫至終端用戶的最佳潛在方式。

1 天然氣摻氫技術發展現狀

氫氣與甲烷的理化性質對比見表 1。氫氣較常規天然氣具有體積熱值低、最小點火能量低、火焰傳播速度快、爆炸極限范圍廣、擴散系數大等特點。因此，活潑的氫氣摻入天然氣后，改變了管道和設備內的氣質條件，必然對管道、設備的性能和安全維護帶來挑戰。……