近日,由中国石油天然气管道工程有限公司牵头的“氢气管输工程成套技术与标准体系”在京正式发布。这一成果标志着我国在氢能储运领域关键技术攻关与标准体系建设方面取得重大突破,为氢能大规模、长距离、低成本运输奠定了坚实的工程基础,是我国能源转型与“双碳”战略实施进程中的又一里程碑。

破解氢能运输瓶颈

氢能作为清洁高效的二次能源,被视为未来能源体系的重要组成部分。然而,氢气的储运一直是制约产业发展的核心瓶颈。目前,我国氢气年产量已超过3300万吨,居世界首位,但多数氢气以“灰氢”为主,且生产和消费存在严重的地域错配——西北、华北等地风光资源丰富,制氢潜力巨大,而氢能需求主要集中在东部沿海地区的工业与交通领域。如何实现氢气的安全、经济、规模化运输,成为打通氢能产业链“最后一公里”的关键。

传统的氢气运输主要依靠长管拖车或液氢槽车,运输成本高、效率低,难以支撑百万吨级以上的远距离输氢需求。而利用现有天然气管网进行掺氢输送或建设纯氢管道,被公认为最具经济性的解决方案。此次发布的氢气管输工程成套技术与标准体系,正是针对这一方向进行了系统性技术攻关和标准制定。

覆盖全流程的技术突破

据介绍,该套技术体系涵盖了氢气管道工程的设计、施工、材料、检测、运维、安全评估等全生命周期环节。在材料方面,研发团队突破了高压氢气环境下金属材料的氢脆、氢致开裂等关键难题,形成了适用于不同管径、压力等级的专用管材选型方案;在设计方面,建立了掺氢输送与纯氢输送的工艺设计模型,能够根据不同气源条件、管道长度和用户需求,优化管道压力、管径、掺氢比例等参数,实现输氢效率与安全性之间的最优平衡。

在检测与安全领域,项目团队开发了基于光纤传感与智能算法的管道泄漏实时监测系统,能够快速识别微漏点位置,将安全响应时间缩短至秒级。同时,针对氢气易燃易爆、容易泄漏的特性,建立了多层级安全风险评估模型和应急预案体系,填补了我国氢气管输安全标准的空白。

标准体系引领行业发展

此次发布的标准体系包含国家、行业、企业三级标准共计38项,其中多项为国内首次制定。重点包括:《氢气管道工程设计规范》《掺氢天然气管道系统运行规范》《氢气管道材料选用导则》《氢气管道泄漏检测与安全评估技术规程》等。这些标准不仅明确了技术指标和操作规范,还兼顾了与现有天然气管道标准的兼容性,为未来“天然气+氢能”复合管网的建设提供了接口。

中国石油天然气管道工程有限公司总工程师在发布会上表示:“这套标准体系的发布,意味着今后我国新建或改建氢气管输工程有了‘施工图’和‘说明书’。工程设计、设备制造、施工安装、运营维护等各个环节都有章可循、有标可依,将极大降低项目的技术风险和建设成本。”

产业前景与战略意义

业内专家指出,氢气管输工程的规模化应用,将彻底改变我国氢能产业的布局。以“西氢东送”为例,借助现有的天然气管道网络进行掺氢输送,初步估算可将氢气运输成本降低至每百公里0.3—0.5元/公斤,仅为当前长管拖车运输成本的十分之一。而纯氢管道的建设成本虽然较高,但一旦形成管网,其长期边际成本将更具优势。

从更宏观的视角看,氢气管输技术与标准体系的成熟,将有力推动氢能在钢铁、化工、交通等领域的深度脱碳。据权威机构预测,到2030年我国氢能需求量将超过3500万吨,届时氢气管网总里程有望突破3000公里,形成覆盖主要产氢区和用氢区的骨干网络。

此次发布活动上,中国氢能产业联盟、国家能源局相关部门负责人以及多家能源企业代表共同见证了成果亮相。与会代表一致认为,氢气管输工程成套技术与标准体系的正式发布,不仅是技术层面的进步,更是我国在全球氢能竞争中抢占话语权的重要一步。未来,随着标准体系在全国范围内的推广实施,我国有望率先构建起安全、高效、绿色、低成本的氢能运输新格局,为全球能源转型贡献中国智慧与中国方案。