技術(shù)突破與示范項(xiàng)目
天然氣摻氫技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。例如,國家電力投資集團(tuán)所屬北京重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究有限公司、國家電投湖北分公司在荊門綠動(dòng)能源有限公司成功實(shí)現(xiàn)SGT-800燃機(jī)30%摻氫燃燒改造,這是中國在重型燃機(jī)商業(yè)機(jī)組上成功實(shí)施高比例摻氫燃燒改造試驗(yàn)。此外,固陽-白云鄂博摻氫輸氣管道工程進(jìn)入實(shí)施階段,提高摻氫量至20%。
政策支持與技術(shù)發(fā)展
國家政策推動(dòng)
我國已將天然氣摻氫技術(shù)納入《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021~2035年)》。此外,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》中明確提出,要加大氫能標(biāo)準(zhǔn)供給,探索氫能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動(dòng)氫能信息平臺(tái)建設(shè),以及管道輸氫項(xiàng)目試點(diǎn)應(yīng)用。多地也出臺(tái)了相關(guān)政策,支持氫能研究和應(yīng)用,包括在工程機(jī)械、新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域的探索。
根據(jù)多份證據(jù)顯示,天然氣摻氫技術(shù)能夠顯著降低天然氣的使用量。例如,提到,摻氫15%-20%可以減少天然氣20%-30%的使用量。假設(shè)某企業(yè)天然氣成本為3.5元/方,每小時(shí)用氣量為600方,摻氫15%-20%后,每小時(shí)可節(jié)約300元,一年按300天計(jì)算,年節(jié)約能源成本可達(dá)216萬元。這表明,天然氣摻氫技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著的節(jié)能效果。也指出,摻氫20%時(shí),天然氣熱水器的碳減排達(dá)7%,且CO排放濃度急劇下降。這進(jìn)一步驗(yàn)證了摻氫天然氣在降低天然氣消耗和減少碳排放方面的有效性
醇水制氫技術(shù)是一種將醇類物質(zhì)與水混合制氫的創(chuàng)新方法,其優(yōu)勢(shì)在于原料成本低、制氫、環(huán)保性強(qiáng)。結(jié)合天然氣摻氫技術(shù),醇水制氫設(shè)備可以進(jìn)一步提升節(jié)能效益。例如,河南氫億環(huán)保設(shè)備有限公司開發(fā)的醇水制氫設(shè)備,以甲醇和水為原料,產(chǎn)生的醇水混合燃料氣體發(fā)熱量大幅提高(100MJ/kg),在使用過程中原料成本大幅度降低。這表明,醇水制氫設(shè)備在節(jié)能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
降低燃料成本,增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)可行性
1.燃料成本顯著優(yōu)化
當(dāng)氫氣成本低于天然氣時(shí)(如規(guī)?;G氫成本降至 20 元 /kg 以下),摻氫比例越高,燃料成本降幅越大。例如:
摻氫 20% 可使工業(yè)燃料成本降低 15%-20%(按當(dāng)前天然氣價(jià)格 3 元 /m3、氫氣價(jià)格 25 元 /kg 計(jì)算,混合氣體成本約 2.7 元 /m3)。
案例:某化工企業(yè)年消耗天然氣 1000 萬立方米,摻氫 15% 后年節(jié)約燃料成本超 300 萬元。
2.設(shè)備改造成本低,過渡性優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)有工業(yè)燃燒設(shè)備(如窯爐、鍋爐)在摻氫比例≤20% 時(shí),通常只需進(jìn)行局部改造(如燃燒器噴嘴、控制系統(tǒng)),成本僅為新建氫能設(shè)備的 10%-20%。
相比完全替換為純氫燃燒系統(tǒng)(需耐高溫材料、防氫脆處理等),摻氫方案可保留 80% 以上的現(xiàn)有資產(chǎn),適合工業(yè)領(lǐng)域漸進(jìn)式轉(zhuǎn)型。
降低碳排放,助力“雙碳”目標(biāo)
天然氣摻氫技術(shù)在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,能夠有效減少碳排放。例如,在工業(yè)領(lǐng)域,摻氫天然氣可用于工業(yè)鍋爐、熱處理等過程,替代部分傳統(tǒng)化石燃料,減少污染物排放;在交通領(lǐng)域,摻氫天然氣可提高天然氣內(nèi)燃機(jī)的熱效率,降低車輛尾氣中的甲烷排放量。此外,摻氫比例為10%和20%時(shí),可實(shí)現(xiàn)天然氣碳減排3.5%和7.6%(等熱值計(jì)量)。
保障燃?xì)夤?yīng)安全
天然氣摻氫技術(shù)不僅能夠提高氫氣的利用率,還能在一定程度上緩解天然氣供應(yīng)壓力。例如,在天然氣消費(fèi)缺口較大的地區(qū),低比例摻燒終端應(yīng)用可以有效緩解天然氣供應(yīng)壓力。同時(shí),天然氣摻氫技術(shù)還可以作為應(yīng)急儲(chǔ)備能源或大型儲(chǔ)運(yùn)基地,通過液化/壓縮槽車運(yùn)輸,使氫的使用更加便捷靈活。