氫能與太陽能、風能一樣,是世界上最主要的清潔能源之一,在全球 " 碳達峰碳中和 " 的時代背景下,發(fā)展氫能,具有重大社會價值與戰(zhàn)略意義。
2022 年 3 月,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035 年)》,該文件明確了氫能在中國未來能源結構中的戰(zhàn)略性定位,制定了中國氫能產(chǎn)業(yè)階段性發(fā)展目標,為國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。
氫能的儲運技術是實現(xiàn)氫能大規(guī)模商業(yè)化的關鍵。隨著氫能應用場景的持續(xù)拓展,儲運環(huán)節(jié)的技術短板逐漸顯現(xiàn),為破解該痛點,國家正大力支持管道輸氫技術的發(fā)展。
近日,中國聯(lián)塑所研發(fā)的 RTP 柔性輸氫復合管純氫爆破試驗取得成功,標志著我國可完全實現(xiàn)該類輸氫管道的國產(chǎn)化,管道輸氫技術邁向新的臺階。
管道輸氫是氫能商業(yè)化的關鍵
氫氣蘊含著巨大的能量,是重要的工業(yè)原料,也是最重要的工業(yè)氣體之一,在交通運輸、石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、氫氣有機合成、航天航空等領域有著廣泛的應用。
交通行業(yè)是氫能利用的市場之一。數(shù)據(jù)顯示,2022 年,我國燃料電池汽車保有量在 12682 輛,建成加氫站 358 座,根據(jù)氫促會的初步預計,到 2025 年我國氫氣年需求量將達到 4058 萬噸,到 2030 年我國氫氣年需求量將達到 4910 萬噸。
雖然氫能在交通領域得到了廣泛的應用,但隨著氫能應用場景不斷拓展,行業(yè)痛點逐漸顯現(xiàn)。過去行業(yè)將 " 發(fā)展氫能 " 的重點放在 " 發(fā)展氫燃料電池汽車 " 上,在氫能風口之下紛紛布局車用燃料電池及上下游產(chǎn)業(yè),導致我國氫能運輸體系建設及運輸技術發(fā)展大大滯后于燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
佛山環(huán)境與能源研究院副院長王子緣曾表示,過去氫能產(chǎn)業(yè)鏈都將關注點放在燃料電池、氫能車和加氫站上,在氫能要大規(guī)模推廣時,才意識到氫能儲運是大問題。
由此可見,儲運環(huán)節(jié)是制約當前我國氫能發(fā)展的瓶頸之一,安全高效的輸氫技術是氫能大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展的前提。據(jù)了解,目前長管拖車是氫氣最主要的運輸方式,由于氫氣密度小,單車運輸量少,導致運輸效率低、成本高,運輸成本占到氫氣總成本的 30%-40%。
有專家指出,隨著氫能的發(fā)展與相關技術的成熟和完善,大規(guī)模集中制氫和氫長距離運輸是未來趨勢,在所有的氫能輸運方案中,管道輸氫可實現(xiàn)大規(guī)模、常態(tài)化、低成本的長途運輸,是最經(jīng)濟的方式之一。利用現(xiàn)有天然氣管線摻氫和新建純氫管道輸氫對于氫儲運的發(fā)展具有重要意義。
聯(lián)塑輸氫復合管填補行業(yè)技術空白
管道輸氫存在著諸多技術難點,最主要的難點在于管材選擇,傳統(tǒng)金屬鋼管存在氫脆、氫腐蝕等風險,以及成本高等難題。而中國聯(lián)塑創(chuàng)新研發(fā)的 RTP 柔性輸氫復合管針對性解決了上述問題,進一步推動了國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化應用進程。
2023 年 11 月 23 日,中國聯(lián)塑集團聯(lián)合多家單位在新疆哈密國家管網(wǎng)管道斷裂控制試驗場,對其所研發(fā)的 RTP 柔性輸氫復合管進行了首次純氫爆燃試驗。此次爆破的成功標志著該復合管各項指標達到行業(yè)設計要求,填補了國內(nèi)相關領域空白,讓該品類管道的國產(chǎn)化進程取得重大突破。
據(jù)悉,聯(lián)塑自主研發(fā)的 RTP 柔性復合輸氫管,主要由內(nèi)管層、鋁帶阻隔層、中間塑料層、玻纖增強層、外管層復合而成,是一種具有高阻隔性能、高強度的塑料復合管。
該復合管結構穩(wěn)定,一體性高,其中鋁帶阻隔層由四層厚度超過 0.05mm 的鋁帶構成,具有氣體不滲透性,避免了金屬鋼管輸氫存在的氫脆、氫腐蝕等風險。且復合管內(nèi)外層為聚乙烯材料,耐酸、耐堿,無需額外做防腐處理,有效降低施工成本。同時,該復合管的新型封口技術更提高了管道系統(tǒng)的連接可靠性,適用于輸送量大且距離較遠的海上光伏發(fā)電制氫、新疆光伏制氫輸送等場景。
筆者了解到,上述復合管的研發(fā)企業(yè)——中國聯(lián)塑是一家高度重視產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)的環(huán)球管道建材集團。該公司堅持 " 智能制造,綠色光伏,順勢而為,穩(wěn)中求進 " 的發(fā)展方向,旗下管道產(chǎn)品品類齊全。近 3 年,該公司在塑料管道市場占有率約 20%,在 PVC 管道市場中占有率超過 40%,是名副其實的行業(yè)龍頭。
中國聯(lián)塑致力于為全球用戶打造出更多的優(yōu)質產(chǎn)品和服務,其先后與國內(nèi)多家科研院所合作,建立了良好的產(chǎn)學研關系。截至 2023 年末,聯(lián)塑擁有授權專利超過 2220 項,并榮獲國家教育部 " 科學技術進步獎一等獎 ""2023 優(yōu)選供應商技術創(chuàng)新力品牌 "" 中國輕工業(yè)科技百強第 9 名 " 等榮譽,為管道行業(yè)不斷提供新技術、新產(chǎn)品。
管道輸氫開啟千億新藍海
中國聯(lián)塑瞄準長距離輸氫新趨勢,探索純氫管道輸送等高效輸氫方式,在于其察覺到管道輸氫市場的廣闊發(fā)展前景。
由中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會氫能分會編寫的《國際氫能技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告 2023》指出,2022 年是全球氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)?;l(fā)展的 " 元年 ",并且未來 10 年將是我國氫能產(chǎn)業(yè) " 黃金發(fā)展期 "。
中石化相關專家也表示,我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢總體向好,產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,與國際先進水平差距也在逐步縮小,國內(nèi)外合作也在進一步加強。據(jù)悉,截至 2022 年,我國已經(jīng)有 30 個省級行政區(qū)將氫能發(fā)展納入 " 十四五 " 規(guī)劃,全國已建成或規(guī)劃在建的可再生能源制氫能力已經(jīng)達到 410 萬噸每年,氫能相關企業(yè)達 8800 多家。
在國家大力支持氫能商業(yè)化的同時,氫能的主流制取方式已經(jīng)悄然發(fā)生改變。" 綠電制綠氫 + 長距離管道輸氫 " 憑借其成本低、效率高以及環(huán)保的優(yōu)勢,已經(jīng)愈發(fā)成為氫能行業(yè)主流的發(fā)展方向。去年 8 月,中國石化新疆庫車綠氫示范項目建成投產(chǎn),標志著作為我國首個規(guī)模化綠電制綠氫項目誕生,進一步推動了集中制綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
與此同時,2023 年以來,我國陸續(xù)啟動了多個管道輸氫項目,其中就包括了我國首條跨省區(qū)、大規(guī)模、長距離的純氫輸送管道,即中國石化的 " 西氫東送 " 輸氫管道示范項目。據(jù)《中國氫能產(chǎn)業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》顯示,2030 年我國氫氣管道將達到 3000 公里。
管道輸氫項目的密集啟動極大帶動相關材料與配套裝備需求的增長,同時也使相關技術加速更新,以中國聯(lián)塑為代表的研發(fā)能力較強的管道龍頭企業(yè),將迎來新的發(fā)展機遇。
在頂層設計逐漸清晰、政策標準逐漸完善、相關技術持續(xù)突破以及眾多企業(yè)積極布局的背景下,多家投研機構對管道輸氫這一細分領域持積極態(tài)度,普遍認為僅氫氣儲運環(huán)節(jié)就有潛力構成一個千億規(guī)模市場。
相信未來,以中國聯(lián)塑為代表的具有強大創(chuàng)新研發(fā)能力的企業(yè),將持續(xù)為氫能行業(yè)的發(fā)展提供有力技術支持,加速實現(xiàn)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,為國內(nèi)清潔能源的發(fā)展以及國家能源安全目標的實現(xiàn)持續(xù)貢獻力量。(作者:佟玉龍)