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国内首个电解制氢掺入天然气项目已进入试验阶段

  近日,国内首个电解制氢掺入天然气项目——由辽宁省朝阳燕山湖发电有限公司承接的国家电投天燃气管道掺氢示范项目,已经进入试验阶段,试验成功后,将建设每小时生产1000立方的氢气生产线,为朝阳市提供工业和民用绿色氢能源。

  2019年8月1日,国家电投集团公司氢能产业平台推进小组召开朝阳掺氢示范项目工作推进会议,要求朝阳掺氢示范项目建设与试验研究紧密结合,严格控制建设进度,体现示范效果和示范意义。8月23日,朝阳可再生能源掺氢示范项目第一阶段工程破土动工,利用燕山湖发电公司现有10Nm3/h碱液电解制氢站新建氢气充装系统,氢气经压缩瓶储后通过集装箱式货车运至掺氢地点;厂外在朝阳朝花药业公司建设天然气掺氢设施,实现天然气掺氢示范。9月30日,第一阶段工程圆满完工。

  目前,已经建成每小时生产10立方氢气的生产线,采取水电解制氢方法,通过把氢气经压缩,加储,掺混等环节进入天然气管道。

  朝阳燕山湖发电有限公司执行董事、党委副书记 陈永辉:到今年一年试验结束以后,我们出台一个天然气掺氢的一个标准,我们标准出来以后,将来就会弥补这个空白,把天然气掺氢这个项目能推到市场化去。

  该项目是国内首个电解制氢掺入天然气项目,通过验证电力制氢和氢气流量随动定比掺混、天然气管道材料与氢气相容性分析、掺氢天然气多元化应用等技术的成熟性、可靠性和稳定性,达到全面验证示范氢气制取-储运-掺混-综合利用产业链关键技术的目的。去年,国家电投参与的第二个天然气掺氢项目启动。

  2020年9月11日,河北省重点研发计划——“天然气掺氢关键技术研发及应用示范”项目启动会在张家口市召开。该项目是河北省首个天然气掺氢示范项目,由张家口鸿华清洁能源科技有限公司牵头,国家电投集团科学技术研究院有限公司、中国石油管道局工程有限公司、欧科能源(技术)有限公司、张家口应张天然气有限公司、张家口金鸿压缩天然气有限公司参研,共同联合承担项目研究及示范工作。

  该项目中掺氢天然气最终将应用于张家口市的商用用户、民用用户和HCNG汽车,未来预计每年可向张家口市区输送氢气400余万立方米,每年减少150余万立方米天然气用量及3000余吨碳排放量。与会专家、领导充分肯定了该项目实施对管道掺氢、输氢的重要示范意义。

  据北极星氢能网了解,吉林省白城市、四川省成都市、内蒙古乌海、安徽省六安市等城市的氢能规划中均提及天然气掺氢内容。

  天然气掺氢相关应用技术在2000年之后开始被深入研究。截止2019年年初,据IEA数据显示,各国有37个示范项目正在研究天然气网络中掺氢。此外,公开资料显示国外当前的研究表明,掺氢低于20%时,不会对现有管网产生明显影响;掺氢小于10%时,可直接输送。

  2018年11月,英国H21 North of Engl报告提出使用管道氢气向数百万家庭提供清洁能源的方式,该项目成本预计达227亿英镑,于2028年在英格兰北部全面展开。

  2020年1月,英国示范项目HyDeploy正式投入运营。该项目是英国首个向燃气中注入氢气以供家庭和企业使用的试点项目,用于向基尔大学现有的天然气网络注入高达20%(按体积计)的氢气,为100户家庭和30座教学楼供气。该项目氢气由ITM-Power通过可再生能源电解制取,初期电解槽装机0.5MW。据了解,该项目于2018年成功获得HSE许可,在基尔大学开展20%比例的掺氢实验。且该项目的掺氢比例目前为欧洲最高。

  法国的长期能源计划是到2023年使工业用氢气的生产脱碳约10%,并拨出1亿欧元鼓励使用氢气,特别是用于运输。为了达成该目标,GRTgaz、GRDF、Elengy和其他运营商表示,法国网络最初可以使用混合6%氢气的天然气。

  2019年11月,法国天然气管道运营商表示,从2030年起,法国天然气网络可能会进行改造,以管道输送天然气与20%氢气的混合物。

  2019年4月,意大利公司Snam在南意大利启动了一项天然气掺氢项目,并向该地区的两家工业公司输送了含量为5%的掺氢混合气。

  2019年10月消息,意大利计划将于2019年年底在意大利南部坎帕尼亚的Contursi Terme管网中测试10%的氢气与天然气混合。2020年初消息,Snam确实将该项目的掺氢量翻了1倍,达到10%。这意味着,Snam每年将向该管道注入70亿立方米氢气,相当于300万户家庭的年消费量。

  2019年8月,德国公用事业公司意昂(E.ON)的子公司Avacon计划将其天然气管道网的氢气混合率提高到20%。Avacon将在斯科普斯多夫市安装400套供暖系统并和其他用户设备进行“酸性试验”。

  此外,德国天然气网络运营商协会(FNB Gas)曾指出,鉴于德国的天然气基础设施较为完善,氢气适合在德发展,并将敦促政府逐年递增天然气管网纳入氢气的比例,如从2021年的1%升至2030年的10%。

  荷兰Amel曾于2008-2011年开展了有关将风电制氢掺入当地天然气管网的研究。其中2010年年均氢气掺入体积分数达到12%。

  2020年初消息,昆士兰政府与澳大利亚天然气网络公司合作,进行天然气掺氢实验。目前,该公司已获得超过170万美元的资金,用于建设一个混合设施,将10%的绿氢掺入到天然气网络中。这是澳大利亚首个将可再生氢与住宅、商业及工业客户链接为一体的天然气掺氢项目。

  2020年8月左右消息,俄罗斯联邦能源部公布了其第一份氢能战略发展路线图,其中莫斯科方面最看重的应用是出口氢气,从而确保其全球能源市场地位。

  而俄气斩获的一个重要氢能试点项目,就是研究在现有天然气管网中掺氢,以向欧洲大陆输送含有最高20%氢气比例的混合气。

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