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輸氫管道建設(shè)路上的“三座大山”

   2023-08-15 勢銀能鏈

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核心提示:如何將制取的氫氣向外輸送,這屬于氫能產(chǎn)業(yè)中的任督二脈,尤其是日益膨脹的氫需求與國內(nèi)資源錯配存在一定的矛盾,因此尋求與發(fā)展

如何將制取的氫氣向外輸送,這屬于氫能產(chǎn)業(yè)中的“任督二脈”,尤其是日益膨脹的氫需求與國內(nèi)資源錯配存在一定的矛盾,因此尋求與發(fā)展大規(guī)模運(yùn)氫技術(shù)是必須且一定的。

目前我國儲運(yùn)環(huán)節(jié)較為成熟的是以高壓氣態(tài)長管拖車進(jìn)行短距離點(diǎn)對多輸送。以20MPa Ⅱ型碳纖維纏繞長管運(yùn)輸車來看,單次運(yùn)氫量為550kg左右,而30MPaⅡ型碳纖維纏繞長管運(yùn)輸車運(yùn)氫量也并未得到倍數(shù)級提升,對此也有觀點(diǎn)稱:在未來大規(guī)模運(yùn)氫條件下,高壓氣氫儲運(yùn)氫方式會有些“力不從心”。

當(dāng)然,隨著氫能儲運(yùn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,儲運(yùn)方式多元化已逐步顯現(xiàn)。但實際上,不論是更高壓力的氣態(tài)儲運(yùn)氫,還是液氫、固態(tài)儲氫、有機(jī)液態(tài)儲氫等,由于其載體容器體積的固定性,單次儲運(yùn)氫能力存在一定的上限。因此,利用輸氫管道進(jìn)行氫氣輸送,則被認(rèn)為是運(yùn)氫環(huán)節(jié)的最終目標(biāo)。

國內(nèi)無標(biāo)可依,輸氫管道建設(shè)“無從下手”

按理來說,輸氫管道可以滿足長時、長距離、大規(guī)模的輸氫,其發(fā)展應(yīng)該具有一定的優(yōu)先級。但從實際來看,我國輸氫管道主要以短距離廠區(qū)內(nèi)自用管道為主,外部實際投用的輸氫管道并不多。

而造成這一現(xiàn)象的痛點(diǎn),除新建管道與后期維護(hù)的高昂成本外,管道輸氫產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏則是主要所在。

正所謂完善的標(biāo)準(zhǔn)是一項產(chǎn)業(yè)的基本前提,但我國并無正式出臺的輸氫管道標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)行的也是主要依據(jù)歐美國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),因此國內(nèi)對于管道的建設(shè)、試驗、檢漏乃至危機(jī)處理方案等仍處于摸索階段。

就以近期較為火熱的天然氣摻氫管道技術(shù)來說,業(yè)內(nèi)公認(rèn)的是摻氫比例低于3%即可使用現(xiàn)役天然氣輸送管道,并不用加以改造或變動。但又有研究表明,摻氫比例提升至10%時,也基本不用對現(xiàn)役天然氣輸送管道進(jìn)行改造,整體產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了“各說各話”的情況,到底“誰對誰錯”沒有準(zhǔn)確的定論,因為在不同維度下大家都可以是對的。

此外,管道輸氫到底該用普通的304不銹鋼還是需要使用316不銹鋼或更高級別的管材,以及輸氫管道的閥門組件如何選用、增壓設(shè)備的各項要求等均沒有準(zhǔn)確的依據(jù),產(chǎn)業(yè)陷入一個“尷尬期”。

不過,近期六部委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》,其中提及要完善輸氫管道建設(shè)的各項標(biāo)準(zhǔn),這也是對于管道輸氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大利好。

但話說回來,標(biāo)準(zhǔn)完善了,輸氫管道建設(shè)就會“井噴發(fā)展”嗎?

上下游產(chǎn)業(yè)規(guī)模猶小,輸氫管道建設(shè)成“夾心餅”

一項產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要其前端產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動,即制氫端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動作用。只有氫的產(chǎn)量大幅提升了,大規(guī)模的儲運(yùn)氫技術(shù)才有發(fā)展的空間,否則就是“大馬拉小車,多此一舉”。

而前端氫源的降本也將拓闊終端應(yīng)用市場的發(fā)展,再正向反饋至前端產(chǎn)業(yè)促進(jìn)其進(jìn)一步優(yōu)化。例如終端氫車市場的快速增長能夠帶動加氫站的建設(shè),同時也將帶動整體氫氣需求量的增長,從而帶動大規(guī)模氫能儲運(yùn)技術(shù)的發(fā)展,整體形成一個良性循環(huán)。

但以當(dāng)下來看,不管是制氫端還是加氫端,大多屬于“吃了上頓沒下頓”,不符合管道輸氫可長時穩(wěn)定供氫的理念,同時當(dāng)下市場盈利規(guī)模也無法全面覆蓋輸氫管道建設(shè)成本,因此距離管道輸氫閉環(huán)大規(guī)模發(fā)展還有些“可望而不可及”。

當(dāng)然從總體需求量來說,交通領(lǐng)域的氫需求占比終歸在于少數(shù),我國氫能的應(yīng)用場景還是主要集中于工業(yè)領(lǐng)域。且由于工業(yè)領(lǐng)域主要還是對于純氫有較大的需求,因此純氫管道的建設(shè)也將在綠色化工領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

而天然氣摻氫管道在經(jīng)過一定比例的摻混運(yùn)輸后,后端基本不會進(jìn)行分離提純,而是直接燃燒進(jìn)行能量產(chǎn)出,其理想的終端應(yīng)用主要是摻氫內(nèi)燃機(jī)、摻氫燃?xì)廨啓C(jī)或成為家用燃?xì)獾取?/p>

因此從某種意義上來說,純氫管道建設(shè)與天然氣摻氫管道建設(shè)并不存在絕對的替代或過渡關(guān)系,反而可依據(jù)實際應(yīng)用場景選擇合適的建設(shè)方式,實現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)性效益。

技術(shù)與市場互不沖突,規(guī)模化建設(shè)在于“物有所值”

從發(fā)展來看,隨著整體氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,制氫端也好,用氫端也罷,其制約性終將會被打破,所以一項產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最終還是需要回到產(chǎn)業(yè)自身。

但以實際來看,目前國內(nèi)輸氫管道尤其是純氫管道建設(shè)核心部件基本采用成本高昂的進(jìn)口產(chǎn)品,并不存在規(guī)模化應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

此外,輸氫管道建設(shè)需要用地,因此在完成線路規(guī)劃后,還需要進(jìn)行相關(guān)線路征地,這本就是一件“費(fèi)時費(fèi)力”的工作,再加上管道鋪設(shè)、后期維護(hù)等均需要投入大量的人力、物力、財力,使得輸氫管道建設(shè)自身就存在難度大、工期長、投入高等難點(diǎn),普通玩家根本無法入局。

因此以當(dāng)下發(fā)展情形來看,建設(shè)輸氫管道看起來并非是一項明智的選擇。但話說回來,技術(shù)的研發(fā)本身就具有前置性,就單以管道輸氫技術(shù)來看,其技術(shù)的研發(fā)與突破,與當(dāng)下能否獲利并不存在絕對的制約性。

業(yè)內(nèi)某輸氫管道建設(shè)方表示:“從產(chǎn)業(yè)來看,或許當(dāng)下的整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模并未達(dá)到必須要大規(guī)模建設(shè)輸氫管道的境地,但這并不代表我們就可以不去研發(fā),不去制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),那么到最后真到了需要發(fā)展的那一天,就真的成了‘睜眼瞎’。”

據(jù)勢銀能鏈了解,目前國內(nèi)管道輸氫技術(shù)已有所突破,只不過礙于沒有實際可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn),并未進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。此外輸氫管道建設(shè)所需管材、壓縮機(jī)、管閥件、流量計、測漏儀等關(guān)鍵設(shè)備與核心零部件,已有多個國內(nèi)廠家布局且有實際突破,進(jìn)口壟斷局面開始“松動”。

不過,一項技術(shù)研發(fā)的最終目標(biāo)還是需要朝著商業(yè)化發(fā)展,而“機(jī)會總是留給有準(zhǔn)備的人”,因此只有在前期不斷的積累,才能實現(xiàn)真正的厚積薄發(fā)。

整體來說,管道輸氫技術(shù)的發(fā)展是必然的,這也是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來導(dǎo)向。而在標(biāo)準(zhǔn)、政策完善的條件下,前端實現(xiàn)大規(guī)模制氫,終端市場規(guī)模可帶動整體產(chǎn)業(yè)盈利,或?qū)⑿纬梢蚤L輸氫管道為主,多種氫儲運(yùn)方式因地制宜、靈活互補(bǔ)并存的氫儲運(yùn)體系。

不過,管道輸氫時代何時到來,并不能得出準(zhǔn)確的定論。勢銀能鏈認(rèn)為,管道輸氫作為未來最具潛力的長距離、大規(guī)模運(yùn)氫方式之一,盡管如今還存在經(jīng)濟(jì)性較差、標(biāo)準(zhǔn)不完善、建設(shè)難度大等難點(diǎn),但隨著產(chǎn)業(yè)的破局,定會行則將至。



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