目前国内天然气掺氢的试点已经在城镇燃气、工业燃气两大场景逐步铺开,也落地了不少标杆性示范项目,整体发展处于技术验证向规模化推广过渡的阶段,具体情况如下:
一、当前整体掺氢项目与规模概况
- 城镇燃气管网掺氢:国内已经落地近10个相关开展案例,氢气来源大多以副产氢为主,主流最大掺氢比例集中在10%-20%区间,掺氢规模普遍在600Nm³/h以下,少数项目的掺氢规模能达到3000-5000Nm³/h 【1】 。
- 工业燃气掺氢:相关开展案例超过20个,氢气来源以副产氢、甲醇制氢等为主,覆盖燃气轮机、窑炉、锅炉等多元工业场景:主流最大掺氢比例同样在10%-20%区间,其中燃气轮机类项目最高掺氢比例可达30%,部分锅炉项目甚至可以实现100%全掺氢燃烧;掺氢规模大多在600Nm³/h以下,部分项目规模达到2000Nm³/h 【1】 。
二、国内代表性标杆掺氢案例
- 朝阳天然气掺氢示范工程:2019年完工,是国内首个电解水制氢天然气掺氢项目,2021年完成全周期一年试验,国电投依托积累的大量实测数据,牵头编制了国内《天然气掺氢混气站技术规程》团体标准征求意见稿 【5】 。
- 内蒙古工业天然气掺烧绿氢示范项目:2024年11月在包头点火成功,是国内最早实现工业天然气掺烧绿氢并投入实际工业供能的项目,掺氢比例达20%,年消纳绿氢规模达2000吨,创下当时国内工业天然气掺烧绿氢的最高掺烧比例和最大绿氢消纳规模纪录,还能有效改善工业天然气的燃烧传热效率,大幅降低二氧化碳、一氧化碳等污染物排放 【2】 。
- 宁夏天然气掺氢降碳示范化工程中试项目:我国首个省级掺氢综合实验平台,试验流量覆盖1200~3000Nm³/h,专门用于测试3%~25%掺氢比例下管材、流量计、阀门、各类检测仪表的适配性,验证现有燃气管网的密封材料、焊缝适应性、氢脆概率等核心安全问题 【5】 。
- 广东海底掺氢管道项目:我国首条掺氢海底管道,线路全长55km,掺氢比设定为20%,设计年输量40亿方,未来将为宝武集团绿色钢厂输送掺氢天然气,支撑钢铁行业低碳转型 【5】 。
- 陕煤线干线掺氢项目:国内首次开展天然气主干线掺氢可行性论证的项目,线路全长97km,规划掺氢比例为5%,一期年输量4.2万吨,二期规划年输量11.7万吨,为后续长输主干管网大规模掺氢应用做前置验证 【5】 。
- 国家电投高压大流量掺氢技术示范验证:国家电投中央研究院自研的“大流量高压力天然气随动精准掺氢技术”,完成了6.3MPa压力、2000Nm³/h流量、5%-20%动态掺氢比例下的性能测试,创下国内首次高压大流量掺氢设备实测纪录,为长输管网掺氢规模化应用提供了核心装备支撑 【4】 。
三、后续规模化推进基础
目前全国在运营及规划的天然气掺氢运输管网加纯氢管网总长度已经有约4121公里,按照国内当前天然气表观消费量20%的掺氢比例假设计算,现有天然气管网潜在的输氢能力可以达到727.6亿立方米/年,约合649.7万吨/年,后续规模化应用的硬件基础十分充足 【6】 。