登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图说:天然气掺氢输送系统组成示意图
来源:天然气掺氢输送系统氢脆研究进展
目前,国际上尚未出台掺氢天然气管道输送系统专用的标准规范,各国天然气气体质量规范中可允许的最大掺氢比例也各不相同,详见下图(特殊工况分别为:德国,未与管网连接的压缩天然气加气站;立陶宛,压力大于1.6MPa的天然气管道;荷兰,高热值煤气),大多数国家和地区设置的掺氢比例不超过2%,少数设定为4%~6%,德国虽然规定上限为10%,但如果压缩天然气加气站连接到管网,则该比例大幅下调至2%以下。
图说:部分国家和地区对天然气中掺氢比例上限的要求
来源:国际能源署
我国目前缺乏专门针对氢气管道的标准,我国天然气管道输送相关的标准规范《煤制合成天然气》(GB/T33445—2017)《进入天然气长输管道的气体质量要求》(GB/T 37124—2018)中,分别规定了混合气体中氢气比例上限不超过5%和3%;两标准分别针对煤制合成天然气和天然气管网,考虑到天然气/煤制天然气生产过程中有氢气,诸如焦炉煤气中氢体积分数约50%、甲烷约30%,且氢气含量作为一项重要技术指标,需严格控制,达到控制和保证天然气/合成天然管网输运安全。可以看出,各国对天然气中氢气含量要求较为严格,即便是开展了掺氢天然气管道输送相关示范和研发工作的国家,对天然气中可掺氢比例依然相当谨慎,相关标准中规定的掺氢比例上限都未超过10%。
2/交通运输
燃油汽车排放是污染城市空气的重要来源之一。因氢气具有不同于天然气的特性:燃烧速度快、着火范围较宽等,一定比例的掺氢天然气运用于发动机中使用具有节能减排的优势,能够使发动机性能大为提高,可改善燃烧特性,发动机的动力性、排放性均有明显的改善。研究表明,在天然气中掺混20%的氢气,发动机热效率可提高15%,经济性提高8%,污染物排放降低60%~80%。
在船运中,船用LNG动力发动机以混烧机和双燃料发动机为主。由于天然气中90%左右的体积分数由甲烷组成,甲烷没有C-C链,因此燃烧基本不会产生碳烟,使用天然气作为燃料能保证船舶在降低NOx和CO排放的同时,使SOx排放基本为零,而掺氢天然气能使LNG动力发动机减排能力更上一层楼。
据研究表明,LNG动力发动机燃料掺氢能够明显改善一氧化碳排放,由于氢(H2 )不含C原子,使用掺氢燃料将有效降低温室气体的排放;氮氧化物的排放变化不明显;由于H2良好的着火性,掺氢天然气燃烧速率较快,将有效提高LNG动力发动机的动力性;通过燃料掺氢将使船用LNG动力发动机的优势更加显著。
3/燃烧(民用燃气具及工业锅炉)
天然气掺氢燃料通过管网至家用灶具燃烧使用也被认为是改善城镇燃气质量与烟气排放的有效途径之一。研究结果表明,在低于20%体积分数的掺氢比例下,掺氢天然气在家用燃气具中燃烧的点火率、火焰稳定性与烟气排放性能全部合格而未发现安全性问题,烟气排放指标满足标准要求,并且随着氢气的体积分数增加,烟气中CO与NOX排放量有所降低。
针对天然气掺氢燃烧技术在燃气锅炉的最佳掺混比的研究表明,随掺氢比增加,燃烧温度上升、燃烧反应速率加快,炭烟和CO的浓度与排放总量均降低,NOX的浓度上升,但排放总量先减小后增大。
4/发电
在氢能源工业应用领域内,燃氢燃气轮机是达成“全球使用可再生能源在2050年实现无碳-氢能社会”目标的关键因素之一。据研究表明,当该燃烧器在10%到20%的氢含量范围内,可实现安全和稳定燃烧,并满足排放的要求。
此外,土耳其学者们以20%掺氢天然气系统对实际房屋光伏系统的影响做了一项研究,表明掺氢天然气使光伏系统的功率提高14.28%,光伏系统容量的使用量下降。房屋的碳足迹减少了67.5%。
图说:光伏系统模型
来源:国际氢能杂志
02天然气掺氢的“潮流”已经席卷多国
天然气掺氢相关应用技术在2000年之后开始被深入研究。在碳中和的背景下,各国政府将天然气掺氢项目作为氢能应用场景探索大力推广。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。
英国: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%的氢气,为100户家庭和30座教学楼供气。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,该项目的掺氢比例目前为欧洲最高。
意大利: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年底,Snam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。
德国: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%。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%。
西班牙:2022年5月22日,西班牙第二大天然气分销商Nortegas推出H2SAREA项目,这是西班牙第一个向现有天然气网络注入绿色氢气的国家级示范项目。该公司将向其现有的8000余公里管道基础设施注入氢气,目的是为巩固以氢作为西班牙住宅、工业和移动市场的经济脱碳杠杆的地位。
中国:目前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。目前已建成每小时生产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,试验结束后将出台一个天然气掺氢的标准,弥补国内空白,把天然气掺氢项目推到市场化去;2021年12月15日,内蒙古科技重大专项 “掺氢天然气内燃机关键技术研发及示范应用” 项目正式启动。该项目实施后,将为我国掺氢天然气(HCHG)内燃机关键技术突破、核心零部件开发、样机研制及工程应用提供技术支撑。
03天然气掺氢的未来发展
天然气掺氢在为社会脱碳努力的同时,也面临着一些安全方面和成本控制的挑战。在运输方面,掺氢使气体的渗漏和燃烧爆炸风险增加,且随着掺氢浓度的增加危险程度也逐步增加,泄漏后果的影响需要根据具体的泄漏环境进行分析。
但也有观点认为,氢气在空气中的扩散系数远大于天然气,这样便不易造成扩散后的聚集,从而降低了危险性。
在民用燃烧方面,当氢气加入天然气中导致燃气组成改变时,燃烧工况会改变,这将会影响燃具的性能,甚至可能导致燃具无法正常工作,发生回火现象,带来一定的安全问题。在工业应用中,由于工业燃烧器具有高度多样性的特点,不同类型燃烧器的最大掺氢量各不相同,因此难以对天然气掺氢带来的影响得出普遍结论,也无法对掺氢浓度制定统一标准。
此外,多家行业机构进一步表示,目前氢气的生产成本仍远高于天然气,如果要大规模推广天然气掺氢,政府和企业需要算好“经济账”。根据国际可再生能源署(IRENA)的测算,混掺20%的氢气仅能比单纯使用天然气降低约7%的温室气体排放,而掺氢后天然气供能的成本却远高于单纯使用天然气。
IRENA同时指出,由于成本过高,天然气掺氢还面临着来自其他降碳方式的竞争,比如,使用碳捕捉与封存(CCS)装置降碳,按照其市场发展速度,成本将很快降至200美元/吨以下,这将对天然气掺氢降碳产生很大压力。对此,IRENA建议,各国政府应尽快对天然气掺氢管道提供相应补贴。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,近日,中船集团七一八所旗下中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司,成功签约某5000型甲醇制氢项目的独家EPC(设计-采购-施工)总包项目,助力打造甲醇制氢规模化应用标杆示范项目,氢能工程全产业链整合能力再获行业认可。依托中船派瑞氢能在能源工程领域深厚的技术基础和丰富的总承包
北极星氢能网获悉,山西省工业和信息化厅发布《山西省重点产业链能级跃升2025年行动计划》。行动计划指出,力争到2025年底,山西省级产业链整体营收突破8000亿元,链主企业达到45家以上,链核企业突破120家,产业链企业突破800家;产业集群和产业链融合发展取得新进展,产业链现代化水平进一步提升,上
北极星氢能网获悉,3月14日,国家知识产权局信息显示,北京氢璞创能科技有限公司近日获得一项实用新型专利授权,专利名称为“一种燃料电池装堆工装”,该专利旨在提高燃料电池电堆的整齐度、性能及寿命,降低设备精度要求,适用于不同尺寸的电堆产品。专利摘要显示,本实用新型提供一种燃料电池装堆工
北极星氢能网获悉,3月12日,国家能源集团新朔铁路首次完成国内首台2400千瓦大功率氢能源动力调车机车C1修程,此前完成了国内首台重载运输干调一体化电电双源制大功率机车C1修程,标志着我国重载铁路新型装备市场化运用取得关键突破。面对重载铁路新型机车检修工艺“零”的空白,为突破氢燃料电池、动
北极星氢能网获悉,3月18日,国家知识产权局信息显示,中车长春轨道客车股份有限公司申请一项名为“一种适用于磁悬浮轨道车辆的氢能动力系统”的专利,公开号CN119636820A,申请日期为2025年1月2日。专利摘要显示,本发明提供一种适用于磁悬浮轨道车辆的氢能动力系统,包括储氢系统、氢燃料电池系统、
北极星氢能网获悉,3月18日,天源环保发布2024年度报告,报告中显示公司全年实现营业收入19.85亿元,同比增长1.96%;归母净利润3.33亿元,同比增长17.87%;扣非归母净利润3.25亿元,同比增长18.81%。总资产72.46亿元,同比增长26.98%,归母净资产32.46亿元,同比增长24.82%。该公司加速布局光伏、氢能
北极星氢能网获悉,3月17日,滴滴送货、远程新能源商用车与惟有科技在四川南充联合举办“合资共创智领未来”战略合作发布会,宣布合资成立杭州行远新能源科技有限公司。此次合作以新能源商用车为核心,聚焦“智慧运力”生态创新,三方将深度融合滴滴的平台流量、远程的整车研发及惟有科技的运营服务优
第28届莫斯科“阿基米德”国际发明与创新技术展览会18日在俄罗斯首都莫斯科开幕。本届展会吸引了来自世界各地的发明家、创新者和科技爱好者积极参与。中国发明协会副理事长贺振福率队参展。中国发明协会此次遴选了一批具有国际领先水平的发明项目参展,涵盖航天工业、机械制造、信息通讯、新能源等多个
北极星氢能网获悉,3月19日据外媒报道,荷兰氢能生产商HyERPower正在开发荷兰首座氢能发电供热一体化工厂,HyER发电厂将安装在Vlissingen的创新中心KAAP,该工厂计划于年底运营。HyERPower开发的是一种氢动力系统来产生热量和电力,该工厂将结合热泵、燃料电池系统和储能技术,为企业的电力和热力需求
地处长三角腹地的常熟高新区,正以制造业的深厚底蕴为基石,悄然酝酿着一场氢能产业的发展浪潮。据悉,常熟高新区的氢能产业,得益于汽车零部件产业基础雄厚,为氢能产业的发展提供了有力支撑。丰田、重塑、治臻、捷氢等40余家氢能企业安家落户,投资项目超50个。区内的重塑科技是上海重塑在华东地区的
北极星氢能网获悉,3月19日,氢沄(河南)新能源科技有限公司一行领导,在石家庄装备制造产业园管理委员会人员的陪同下到访冀中能源装备集团石煤机公司,就氢能产业合作展开深入对接与交流。交流会上,与会人员首先听取了氢沄(河南)新能源科技有限公司基本概况、发展历程、产品研发规划、优势产品、
近日,深圳能源集团燃控公司陶瓷梭式窑天然气掺氢燃烧试验研究科创项目点火成功,并由中国科学院广州能源研究所认定为国内首个陶瓷梭式窑天然气掺氢燃烧项目。该项目由潮州燃气联合广州能源所共同研发,旨在推进天然气掺氢燃烧技术在陶瓷行业的应用。历经一年的潜心钻研和多方努力,项目团队成功攻克了
北极星氢能网获悉,由新星新疆绿氢公司实施的库车门站天然气掺氢示范工程顺利投产,该项目是中国石化首次实现天然气掺氢工业化应用,为绿氢应用场景拓展提供了可复制、可推广的示范案例。该项目的成功运行,将有效扩展新疆绿氢示范项目“制储输用”的示范性,显著降低天然气燃烧过程中产生的氮氧化物和
“点火!”近日,随着总指挥一声令下,内蒙古华电氢能科技有限公司在包头市达尔罕茂明安联合旗实施的工业天然气掺烧绿氢示范项目成功点火,标志着内蒙古金鄂博氟化工有限责任公司的工业锅炉正式用上掺了绿氢的天然气。据了解,两家企业利用现有天然气管网,将内蒙古华电氢能科技有限公司生产的绿氢掺到
北极星氢能网获悉,11月25日上午,随着点火器的启动,熊熊火焰瞬间在窑炉中燃起,标志着潮州首个陶瓷梭式窑天然气掺氢燃烧试验研究科创项目正式成功运行!潮州市市场监督管理局副局长庄财盛、潮州市科学技术局副局长张良锐等领导出席了点火仪式,并对项目团队表示衷心感谢。他们指出,天然气掺氢燃烧试
11月26日,内蒙古华电氢能科技有限公司在包头市达茂旗实施的工业天然气掺烧绿氢示范项目点火成功,内蒙古金鄂博氟化工有限责任公司的工业锅炉用上了掺20%绿氢的天然气。该示范项目采用了中国科学院唐叔贤院士团队的天然气掺烧绿氢方案,由苏州科技大学按需零碳供能研究中心具体实施,天然气掺氢目标比
北极星氢能网获悉,近日,依托国家重点研发计划“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”项目,清华大学与西安交通大学共同在文澜智谷中试产业基地完成关键侧线试验。此次试验为掺氢天然气远程传输及掺氢天然气提纯应用提供了技术验证,向推进实现掺氢天然气在工民领域的示范应用以及“氢进工
在完成HGT51F燃烧室掺氢20%、25%、30%试验测试的基础上,2024年9月,公司在燃气轮机高氢燃烧研究方面又取得了新突破:在国内率先完成掺氢40%全温全压试验,推动并引领了国内重型燃气轮机高氢燃烧室设计和试验的技术发展。试验在国家高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施(江苏中科能源动力研
北极星氢能网获悉,2024年9月13日,佛山市南海区发改局发布《佛山市南海区支持“高耗能”企业氨氢融合技术应用扶持方案(征求意见稿)》(以下简称《方案》),并征求公众意见,提出扶持区内在生产加工环节以氨替换或部分替换天然气燃烧应用,对向南海区提交资格申请并经资格审核确认的前5家企业提供扶
9月2日,从浙能集团获悉,国内首次城镇燃气高比例掺混氢气燃烧试验和氢气分离试验在浙能天然气集团成功实施。试验验证了3%至30%比例氢气掺入天然气技术可行性,填补了我国利用在役城镇燃气设施进行高比例掺混氢气试验的空白,为实现氢能输送技术自主可控奠定了重要基础。相比其他能源,天然气和氢气同
北极星氢能网获悉,8月22日,住房城乡建设部发布通知,就国家标准《氢能输配设备通用技术要求(征求意见稿)》,向社会公开征求意见。根据征求意见稿,该文件规定了氢能输配设备的要求、试验方法、检验规则、质量证明文件、标志、包装、运输和贮存,适用于城镇氢能输配系统用储存设备、过滤设备、调压
8月2日,由中化华油建设集团承建的国内首条具备掺氢输送能力的长距离高压管道项目包头——临河输气管道工程(2#-5#阀室)顺利通过初次验收,这是五个参建单位中首个通过初验的!该项目总投资9.1亿元,全长258公里,最大输气能力可达12亿立方米每年,是内蒙古自治区重点天然气基础建设项目,也是内蒙古
北极星氢能网获悉,山西省工业和信息化厅发布《山西省重点产业链能级跃升2025年行动计划》。行动计划指出,力争到2025年底,山西省级产业链整体营收突破8000亿元,链主企业达到45家以上,链核企业突破120家,产业链企业突破800家;产业集群和产业链融合发展取得新进展,产业链现代化水平进一步提升,上
北极星氢能网获悉,近日,国家知识产权局信息显示,东旭科技集团有限公司公布了3项发明专利,分别是氢燃料电池防阴极水堵系统及控制方法、高熵合金材料及其制备方法和应用以及膜电极及其制备方法和应用。涉及冶金领域,旨在提高氢燃料电池系统的稳定性和提升材料的储氢性能。氢燃料电池防阴极水堵系统
北极星氢能网获悉,3月14日,国家知识产权局信息显示,北京氢璞创能科技有限公司近日获得一项实用新型专利授权,专利名称为“一种燃料电池装堆工装”,该专利旨在提高燃料电池电堆的整齐度、性能及寿命,降低设备精度要求,适用于不同尺寸的电堆产品。专利摘要显示,本实用新型提供一种燃料电池装堆工
北极星氢能网获悉,3月12日,国家能源集团新朔铁路首次完成国内首台2400千瓦大功率氢能源动力调车机车C1修程,此前完成了国内首台重载运输干调一体化电电双源制大功率机车C1修程,标志着我国重载铁路新型装备市场化运用取得关键突破。面对重载铁路新型机车检修工艺“零”的空白,为突破氢燃料电池、动
北极星氢能网获悉,3月18日,国家知识产权局信息显示,中车长春轨道客车股份有限公司申请一项名为“一种适用于磁悬浮轨道车辆的氢能动力系统”的专利,公开号CN119636820A,申请日期为2025年1月2日。专利摘要显示,本发明提供一种适用于磁悬浮轨道车辆的氢能动力系统,包括储氢系统、氢燃料电池系统、
北极星氢能网获悉,3月19日据外媒报道,荷兰氢能生产商HyERPower正在开发荷兰首座氢能发电供热一体化工厂,HyER发电厂将安装在Vlissingen的创新中心KAAP,该工厂计划于年底运营。HyERPower开发的是一种氢动力系统来产生热量和电力,该工厂将结合热泵、燃料电池系统和储能技术,为企业的电力和热力需求
地处长三角腹地的常熟高新区,正以制造业的深厚底蕴为基石,悄然酝酿着一场氢能产业的发展浪潮。据悉,常熟高新区的氢能产业,得益于汽车零部件产业基础雄厚,为氢能产业的发展提供了有力支撑。丰田、重塑、治臻、捷氢等40余家氢能企业安家落户,投资项目超50个。区内的重塑科技是上海重塑在华东地区的
孝义经济开发区作为山西重要的工业基地,加速传统产业智能化、绿色化升级改造,推进新兴产业培育壮大,发展形成了煤炭、焦化、氧化铝等强大的传统优势产业集群。据悉,孝义区不断强化科技赋能,推动氢能、碳基新材料、铝镁新材料、固废综合利用、白酒五大新兴产业蓬勃发展。氢能产业已初步构建“气—站
根据《宁波市氢能示范应用扶持暂行办法》(甬能源综合〔2021〕93号),《关于进一步做好氢能示范应用扶持有关工作的通知》(甬能源综合〔2024〕105号),经组织申报、区(县、市)核查、市级部门审查、专家评审等程序,现将2025年宁波市氢能示范应用第一批补贴情况进行公示,其中加氢站建设本期补贴500
北极星氢能网获悉,浙江嘉兴日前印发《嘉兴市推动经济高质量发展若干政策(2025年版)》。通过最新政策获悉,嘉兴市不断加快构建嘉兴特色现代化产业体系,紧紧围绕“135N”先进制造业集群发展,培育壮大新兴产业,积极前瞻布局未来产业,推动“两化”改造提速提质提效,推动历史经典产业高质量传承发展
2025年氢燃料电池产业的开端并不顺利。多家燃料电池车企宣布破产倒闭,燃料电池企业“卖身”求存或改变战略,全球范围内氢能投资收紧,每一个信号都在暗示:这场洗牌,比预想中来得更猛烈。但产业“先驱”丰田的氢能步伐依旧坚定,通过技术产业化迭代、应用范围拓宽、氢能生态打造等,开启了其氢能战略
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!