中长期输氢管网发展布局构想与展望

中长期输氢管网发展布局构想与展望

输氢管网建设需求及发展背景

• 绿氢产业发展趋势及管道输氢需求：随着全球脱碳进程推进，绿氢作为清洁能源载体，在未来能源体系中的战略地位不断提升。我国绿氢产业发展迅速，预计2060年绿氢占氢气供给总量比例可能超过75%，总供给规模约为7000万吨/年，氢气供需在时间与空间上的错配问题将逐步显现，显著增加储运氢基础设施需求。
• 输氢管网发展现状与挑战：管道输氢在规模经济性、规模化运输能力以及系统协同方面展现出较为突出的综合优势。国际上已具备一定工程应用基础，但整体仍处于规模化发展的早期阶段。我国输氢管道建设和规划正在加速推进，国家层面已出台多项相关政策和标准，但整体网络化程度以及更广泛的市场参与度仍有待提升。

输氢管网布局方案构想

• 整体思路和研究方法：本研究在乐观假设下，测算未来纯氢管道布局的市场潜力上限，构建了一套综合模型分析方法，通过优化计算潜在氢能流向与流量，识别全国范围内潜在的优化输氢管网布局方案。
• 数据输入：
  • 氢供需差：通过本地氢供给减去需求所得，包括绿氢和蓝氢供给，需求来自交通、钢铁、化工、电力等行业。研究将全国氢能输送体系抽象为一个网络流模型，各地级行政单元被定义为网络节点，潜在输氢管道线路被定义为带有空间距离属性的边。
  • 潜在可连接管输线路：综合考虑运输效率与工程可行性等因素，优先将节点布局于区域内现有或规划中的交通枢纽附近，并通过确定节点之间的连通关系构建潜在的跨区域氢能运输线路。
• 优化结果及重要结论：
  • 优化管网布局：全国输氢主干网五条干线通道构筑成我国未来全国输氢管网的骨干网络，其主要走向与特征如下：
    • 通道一：东北—华北线。以蒙东为主要氢源，向环渤海地区输送绿氢，支撑钢铁、化工等密集用氢需求。
    • 通道二：新疆—蒙西/河西走廊—华北线。通过南北两条干线将新疆、蒙西及河西走廊绿氢资源向东输送，在华北地区汇合形成重要输氢走廊。
    • 通道三：南疆/青海—甘陕—华北/华东线。承载南疆和青海绿氢东出，沿甘肃、陕西向华北和华东供氢。
    • 通道四：西藏/川西—长江沿线—华东线。连接西藏和川西绿氢资源与长江沿线及华东需求中心，是远期建设的东西向战略通道。
    • 通道五：云贵高原—华南线。以云南、贵州为氢源，向华南特别是珠三角供氢，形成南方地区自西向东的区域输氢网络。
  • 主要输氢通道：每条通道的建设规模、难度以及对沿线地区产业发展的潜在影响进行了预估。

规划建设启示和建议

• 总体建设规划模式：未来我国输氢管网宜以若干跨区域主干通道为骨架、逐步向区域支线延展并最终形成网络化结构，形成由绿氢资源丰富的西部地区向需求集中的东部沿海地区辐射，同时东部沿海地区内部相互交叉调配的模式。
• 管网建设顺序：根据投资规模、工程条件及氢能产业发展进程分阶段推进，优先推进建设投资需求较低、建设难度较小的线路，而投资规模大、技术和工程条件要求较高的线路则需要在相关技术逐步成熟的前提下，分阶段实施。
• 投资主体与商业模式：输氢管网规划建设涉及多类利益相关方，包括政府主管部门、管网建设运营企业以及氢气供需企业等。建议发展初期延续多家主体参与、企业和地方各自推进建设的格局，中长期视角看，“全国一张网”的发展模式仍有望成为输氢管网体系演进的重要方向。
• 输氢管网体系建设建议：
  • 国家层面：加快开展全国输氢管网总体规划研究和提供资金引导激励。
  • 地方层面：结合区域资源禀赋推进省级输氢管网规划和试点实践。
  • 管网建设投资企业：探索分阶段推进的管网建设模式。
  • 氢能生产企业：结合输氢管网布局优化绿氢生产项目选址。
  • 氢能应用企业：积极配合管网建设并依托管网推动产业优化布局。
  • 技术研发层面：持续提升管道输氢技术水平并完善多元化储运体系。