天然氣摻氫是將氫氣按一定比例混入天然氣，通過現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)輸送。這一技術(shù)有效結(jié)合了天然氣與氫氣的長處，不僅提升了燃料的燃燒特性，還大幅降低了碳排放，是實現(xiàn) “雙碳” 目標的理想路徑。許多國家和地區(qū)已開展相關(guān)實踐，如我國深圳的城鎮(zhèn)燃氣摻氫綜合實驗平臺，摻氫比例可達 20%，壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃氣全部運行壓力，且經(jīng)過嚴格測試，證明了其在實際應(yīng)用中的安全性與穩(wěn)定性。

天然氣摻氫的安全性是當前研究和應(yīng)用中的核心問題。氫氣與天然氣在物理和化學(xué)性質(zhì)上存在顯著差異，例如氫氣的擴散速度更快、小點火能量更低、火焰?zhèn)鞑ニ俣雀?、爆炸極限范圍更廣等。這些特性使得摻氫天然氣在輸送和使用過程中面臨更高的安全風(fēng)險，如氫脆、泄漏、爆炸和回火等問題。

安全性是天然氣摻氫技術(shù)推廣的關(guān)鍵。摻氫天然氣的爆炸極限范圍更大，泄漏后擴散速度更快，因此對管道和設(shè)備提出了更高的要求。研究表明，摻氫比例在10%以內(nèi)時，對現(xiàn)有管道和終端設(shè)備的適應(yīng)性較好，但仍需關(guān)注氫氣對材料的氫脆現(xiàn)象。此外，摻氫天然氣的燃燒特性也發(fā)生了變化，如火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?、回火風(fēng)險增加等，因此需要在終端設(shè)備中進行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。例如，北京重型燃氣輪機技術(shù)研究有限公司對SGT-800燃機進行了30%摻氫燃燒改造，驗證了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

盡管如此，研究表明，天然氣摻氫在一定比例范圍內(nèi)是安全可行的。例如，摻氫比例不超過10%時，天然氣摻氫在城市燃氣管道中已實現(xiàn)安全運行。此外，家用燃氣具在摻氫比例為20%時，其燃燒性能和安全性仍基本符合國家標準。這表明，通過合理控制摻氫比例，并結(jié)合的檢測和控制系統(tǒng)，天然氣摻氫可以在一定程度上保障安全。

顯著降低碳排放
天然氣摻氫燃燒能夠有效減少玻璃熔窯中的碳排放。例如，信義玻璃（營口）有限公司在二期800噸/天節(jié)能基片玻璃生產(chǎn)線項目中，采用天然氣制氫工藝，通過壓縮、脫硫、轉(zhuǎn)化等步驟，將天然氣轉(zhuǎn)化為高純度氫氣，用于玻璃熔窯燃燒。該技術(shù)不僅降低了碳排放，還提高了能源利用效率。此外，研究表明，摻氫比例為20%時，爐溫可升高20℃，煙氣中二氧化碳體積濃度占比降低7.5%

氫氣具有燃燒速度快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤煲约叭紵裏嶂蹈叩奶攸c。當在天然氣中摻入適量氫氣后，混合燃料的燃燒特性得到優(yōu)化，可促使天然氣燃燒更加充分。經(jīng)實際測試，未摻氫的天然氣燃燒利用率約為 80%，而在摻入一定比例氫氣后，燃燒利用率可大幅提升至約 97%。例如在麗水，博辰氫能的天然氣摻氫設(shè)備就展現(xiàn)出了這樣的優(yōu)勢。