2025年3月,康保-曹妃甸氢气长输管道项目已完成省发改委备案,项目前期评价手续已基本完成,张北段线路部分已启动勘测工作。该项目总投资 134 亿元,预计2026年底投运后,将成为世界最大口径、最大输量的绿氢管道,进一步推动京津冀地区氢能一体化发展。
该管道起自张家口市康保县,终至唐山市曹妃甸区,途经内蒙古自治区、河北省、北京市和天津市,线路全长1037.82公里,管径为813毫米,管道设计压力7.2兆帕,是世界上最大口径、最高压力、最大输量、最长距离、最高钢级绿氢输送管道。
该输氢管道共设置45座线路阀室,11座站场,分为3段,即康保-赤城段、赤城-承德段、围场-曹妃甸段,总体呈“Y”字型结构。可以部分替代现有以天然气为原料生产的灰氢。
管道线路图
图源:河北新闻网
年氢输量155万吨,可实现节约标煤577万吨,相当于每年减排二氧化碳1099万吨、一氧化硫5.67万吨,还将带动上游光伏、风电,下游绿氢、绿色甲醇等的应用与出口,助力唐山港、天津港进一步发展。
此项目主要承接内蒙古、河北北部(张家口、承德)的绿氢资源,以及管道周边乌兰察布、锡林郭勒盟等蒙东地区的绿氢资源。管道可承接资源155.1万吨/年。
上述地区绿氢资源通过此项目输送至北京、唐山主要用氢市场,目标市场用氢需求包括工业、交通、建筑、电力等领域。需求共计153.1万吨/年,其中北京市需求42.2万吨/年,唐山市需求111万吨/年。
康保至曹妃甸氢气管道究竟有多牛?
由网络搜索可得1公斤氢气的能量为1.43×10^8焦耳的热量,根据计算之后可得出一个结果,即超过600亿千瓦时的能量。
而三峡发电量是多少?网上也有相关数据资料,三峡发电量不同年份的发电量是有上下波动的。随着年份降雨量的不同,发电量的差异也比较大。比如2023年,三峡发电量超过800亿千瓦时,而2024年,三峡发电量超过1100亿千瓦时。
康保至曹妃甸的输送氢气的工程,其年输送总能量超过三峡工程年发电量的一半。所以说该工程的实施如果取得良好的效果,对我国能源布局,能源传递方式等均有非常重要的影响。其意义不下于西气东输工程和西电东送工程。
据悉曹妃甸正在谋划氢能产业的更大发展空间,未来有可能形成环渤海地区的氢能国际研究中心、氢气枢纽港。
建设进展:
2024年7月,康保至曹妃甸氢气管道工程勘察和详细设计阶段启动会在河北廊坊召开,标志着这条世界最大口径、最大输量的绿氢管道勘察和详细设计工作正式启动。
2024年12月,唐山海泰新能科技股份有限公司对外宣布,康保至曹妃甸氢气管道工程正处于勘察测量阶段,进行管材、阀门等氢相容性试验评价。
2024年11月,内蒙古媒体报道,中国石化乌兰察布输氢管道项目推进速度加快。该管道项目,依托乌兰察布市丰富的太阳能和风能资源生产绿氢,计划年供氢能力达到50万吨,其中一期工程年产绿氢10万吨。
2024年12月,唐山海泰新能科技股份有限公司对外宣布,康保至曹妃甸氢气管道工程正处于勘察测量阶段,进行管材、阀门等氢相容性试验评价。预计2026年底投运后,将成为世界最大口径、最大输量的绿氢管道,进一步推动京津冀地区氢能一体化发展。
国内氢气管道现状
国内氢气管道建设起步较晚,目前已建或在建的氢气输送管道总里程约 100km,包括金陵 - 扬子氢气管道、巴陵 - 长岭氢气提纯及输送管线、济源 -洛阳氢气管道、玉门油田输氢管道等。国内典型氢气管道统计情况见表 2。
国内输氢管道全流程现状 标准规范
国外氢气管道标准体系相对比较成熟,已颁布的标准规范包括美国机械工程师协会编制的 ASMEB31.12-2019 Hydrogen Piping and Pipe-lines(《 氢气管道系统和管道》)、美国压缩气体协会编制的 CGA G-5.6—2005(R2013)Hydrogen PipelineSystems(《氢气管道系统》)等,可用于指导氢气输送管道的设计、施工、运行及维护。
国内氢气管道标准体系尚不完善,更缺少氢气长输管道标准。目前,国内氢气管道设计主要参考 ASME B31.12-2019 Hydrogen Piping and Pipe-lines、GB50251-2015《输气管道工程设计规范》及国内其它氢气管道相关标准规范。国内与氢气管道相关的标准规范主要包括 GB 50177-2005《氢气站设计规范》、GB 4962-2008《氢气使用安全技术规程》、GB/T 34542《氢气储存输送系统》等。
《氢气站设计规范》(GB 50177)适用于氢气站、供氢站及厂区内部的氢气管道设计。《氢气使用安全技术规程》(GB 4962)适用于气态氢生产后的地面作业场所。以上两项标准均不适用于氢气长输管道。
《氢气储存输送系统》(GB/T 34542)适用于工作压力不大于140MPa,环境温度不低于-40℃且不高于65℃的氢气储存系统、氢气输送系统、氢气压缩系统、氢气充装系统及其组合系统,共包含 8个部分:第1部分 通用要求;第2部分 金属材料与氢环境相容性试验方法;第3部分 金属材料氢脆敏感度试验方法;第4部分 氢气储存系统技术要求;第5部分 氢气输送系统技术要求;第 6部分 氢气压缩系统技术要求;第 7 部分 氢气充装系统技术要求;第8部分 防火防爆术要求。其中,第1~3部分已经正式实施,第4~8部分还在起草中。
总 结
尽管我国输氢管道在提速,但跟欧美相比,还有很大差距。
国外管道输氢技术发展较早,全球范围内的输氢管道总里程已超过6000公里,其中美国投入运营的输氢管道已达2600 公里。根据2024年欧盟委员会批准的相关计划,欧盟将新建和改造约2700公里的氢传输及配送管道、建设大型储氢设施等,管道将在2027年至 2029 年间投入使用。
我国在管道输氢方面的研究起步相对较晚,长距离输氢管道基础设施有待健全,已有输氢管道规模较小,总里程约400 公里,在运管道仅有百公里左右,无法支撑绿氢产业链上下游规模化发展,需要建设大规模、长距离的氢气输运管道。
本文内容来源于新能源技术与装备,责任编辑:胡静,审核人:李峥
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2024年,中国的氢能产业发展迎来了多个里程碑。这一年,我们见证了全国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台的建立,开启了能源转型的新路径;首架四座氢内燃飞机原型机的成功试飞,为航空业的绿色未来树立了榜样;氢能产业投资联盟的成立,汇聚各方力量推动氢能经济的发展……这些标志性事件体现出中国在氢能领域取得的重大进展,彰显了政策支持、技术创新和市场活力的共同作用。
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氢能作为一种备受追捧的零污染高效能源,其稀缺性使得人们对其渴求不已。然而,能耗巨大的压缩过程以及极低温度下的液化环节,被视为通往氢能转型之路上的重大障碍。在此背景下,氨成为热门的替代选项,尽管这种物质带有些许气味,但它有望成为能源转型中的奇迹材料。
作者:Dominik Stephan
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