輸氫管道建設(shè)路上的“三座大山”

如何將制取的氫氣向外輸送，這屬于氫能產(chǎn)業(yè)中的“任督二脈”，尤其是日益膨脹的氫需求與國(guó)內(nèi)資源錯(cuò)配存在一定的矛盾，因此尋求與發(fā)展大規(guī)模運(yùn)氫技術(shù)是必須且一定的。

目前我國(guó)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)較為成熟的是以高壓氣態(tài)長(zhǎng)管拖車(chē)進(jìn)行短距離點(diǎn)對(duì)多輸送。以20MPa Ⅱ型碳纖維纏繞長(zhǎng)管運(yùn)輸車(chē)來(lái)看，單次運(yùn)氫量為550kg左右，而30MPaⅡ型碳纖維纏繞長(zhǎng)管運(yùn)輸車(chē)運(yùn)氫量也并未得到倍數(shù)級(jí)提升，對(duì)此也有觀點(diǎn)稱(chēng)：在未來(lái)大規(guī)模運(yùn)氫條件下，高壓氣氫儲(chǔ)運(yùn)氫方式會(huì)有些“力不從心”。

當(dāng)然，隨著氫能儲(chǔ)運(yùn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，儲(chǔ)運(yùn)方式多元化已逐步顯現(xiàn)。但實(shí)際上，不論是更高壓力的氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫，還是液氫、固態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫等，由于其載體容器體積的固定性，單次儲(chǔ)運(yùn)氫能力存在一定的上限。因此，利用輸氫管道進(jìn)行氫氣輸送，則被認(rèn)為是運(yùn)氫環(huán)節(jié)的最終目標(biāo)。

國(guó)內(nèi)無(wú)標(biāo)可依，輸氫管道建設(shè)“無(wú)從下手”

按理來(lái)說(shuō)，輸氫管道可以滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)、長(zhǎng)距離、大規(guī)模的輸氫，其發(fā)展應(yīng)該具有一定的優(yōu)先級(jí)。但從實(shí)際來(lái)看，我國(guó)輸氫管道主要以短距離廠區(qū)內(nèi)自用管道為主，外部實(shí)際投用的輸氫管道并不多。

而造成這一現(xiàn)象的痛點(diǎn)，除新建管道與后期維護(hù)的高昂成本外，管道輸氫產(chǎn)業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏則是主要所在。

正所謂完善的標(biāo)準(zhǔn)是一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的基本前提，但我國(guó)并無(wú)正式出臺(tái)的輸氫管道標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)行的也是主要依據(jù)歐美國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因此國(guó)內(nèi)對(duì)于管道的建設(shè)、試驗(yàn)、檢漏乃至危機(jī)處理方案等仍處于摸索階段。

就以近期較為火熱的天然氣摻氫管道技術(shù)來(lái)說(shuō)，業(yè)內(nèi)公認(rèn)的是摻氫比例低于3%即可使用現(xiàn)役天然氣輸送管道，并不用加以改造或變動(dòng)。但又有研究表明，摻氫比例提升至10%時(shí)，也基本不用對(duì)現(xiàn)役天然氣輸送管道進(jìn)行改造，整體產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了“各說(shuō)各話”的情況，到底“誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)”沒(méi)有準(zhǔn)確的定論，因?yàn)樵诓煌S度下大家都可以是對(duì)的。

此外，管道輸氫到底該用普通的304不銹鋼還是需要使用316不銹鋼或更高級(jí)別的管材，以及輸氫管道的閥門(mén)組件如何選用、增壓設(shè)備的各項(xiàng)要求等均沒(méi)有準(zhǔn)確的依據(jù)，產(chǎn)業(yè)陷入一個(gè)“尷尬期”。

不過(guò)，近期六部委聯(lián)合印發(fā)《氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(2023版)》，其中提及要完善輸氫管道建設(shè)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，這也是對(duì)于管道輸氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大利好。

但話說(shuō)回來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)完善了，輸氫管道建設(shè)就會(huì)“井噴發(fā)展”嗎?

上下游產(chǎn)業(yè)規(guī)模猶小，輸氫管道建設(shè)成“夾心餅”

一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需要其前端產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動(dòng)，即制氫端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動(dòng)作用。只有氫的產(chǎn)量大幅提升了，大規(guī)模的儲(chǔ)運(yùn)氫技術(shù)才有發(fā)展的空間，否則就是“大馬拉小車(chē)，多此一舉”。

而前端氫源的降本也將拓闊終端應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展，再正向反饋至前端產(chǎn)業(yè)促進(jìn)其進(jìn)一步優(yōu)化。例如終端氫車(chē)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)能夠帶動(dòng)加氫站的建設(shè)，同時(shí)也將帶動(dòng)整體氫氣需求量的增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)大規(guī)模氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展，整體形成一個(gè)良性循環(huán)。

但以當(dāng)下來(lái)看，不管是制氫端還是加氫端，大多屬于“吃了上頓沒(méi)下頓”，不符合管道輸氫可長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定供氫的理念，同時(shí)當(dāng)下市場(chǎng)盈利規(guī)模也無(wú)法全面覆蓋輸氫管道建設(shè)成本，因此距離管道輸氫閉環(huán)大規(guī)模發(fā)展還有些“可望而不可及”。

當(dāng)然從總體需求量來(lái)說(shuō)，交通領(lǐng)域的氫需求占比終歸在于少數(shù)，我國(guó)氫能的應(yīng)用場(chǎng)景還是主要集中于工業(yè)領(lǐng)域。且由于工業(yè)領(lǐng)域主要還是對(duì)于純氫有較大的需求，因此純氫管道的建設(shè)也將在綠色化工領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

而天然氣摻氫管道在經(jīng)過(guò)一定比例的摻混運(yùn)輸后，后端基本不會(huì)進(jìn)行分離提純，而是直接燃燒進(jìn)行能量產(chǎn)出，其理想的終端應(yīng)用主要是摻氫內(nèi)燃機(jī)、摻氫燃?xì)廨啓C(jī)或成為家用燃?xì)獾取?/p>

因此從某種意義上來(lái)說(shuō)，純氫管道建設(shè)與天然氣摻氫管道建設(shè)并不存在絕對(duì)的替代或過(guò)渡關(guān)系，反而可依據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的建設(shè)方式，實(shí)現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)性效益。

技術(shù)與市場(chǎng)互不沖突，規(guī)模化建設(shè)在于“物有所值”

從發(fā)展來(lái)看，隨著整體氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制氫端也好，用氫端也罷，其制約性終將會(huì)被打破，所以一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最終還是需要回到產(chǎn)業(yè)自身。

但以實(shí)際來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)輸氫管道尤其是純氫管道建設(shè)核心部件基本采用成本高昂的進(jìn)口產(chǎn)品，并不存在規(guī)?；瘧?yīng)用的經(jīng)濟(jì)性。

此外，輸氫管道建設(shè)需要用地，因此在完成線路規(guī)劃后，還需要進(jìn)行相關(guān)線路征地，這本就是一件“費(fèi)時(shí)費(fèi)力”的工作，再加上管道鋪設(shè)、后期維護(hù)等均需要投入大量的人力、物力、財(cái)力，使得輸氫管道建設(shè)自身就存在難度大、工期長(zhǎng)、投入高等難點(diǎn)，普通玩家根本無(wú)法入局。

因此以當(dāng)下發(fā)展情形來(lái)看，建設(shè)輸氫管道看起來(lái)并非是一項(xiàng)明智的選擇。但話說(shuō)回來(lái)，技術(shù)的研發(fā)本身就具有前置性，就單以管道輸氫技術(shù)來(lái)看，其技術(shù)的研發(fā)與突破，與當(dāng)下能否獲利并不存在絕對(duì)的制約性。

業(yè)內(nèi)某輸氫管道建設(shè)方表示：“從產(chǎn)業(yè)來(lái)看，或許當(dāng)下的整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模并未達(dá)到必須要大規(guī)模建設(shè)輸氫管道的境地，但這并不代表我們就可以不去研發(fā)，不去制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，那么到最后真到了需要發(fā)展的那一天，就真的成了‘睜眼瞎’。”

據(jù)勢(shì)銀能鏈了解，目前國(guó)內(nèi)管道輸氫技術(shù)已有所突破，只不過(guò)礙于沒(méi)有實(shí)際可依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并未進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。此外輸氫管道建設(shè)所需管材、壓縮機(jī)、管閥件、流量計(jì)、測(cè)漏儀等關(guān)鍵設(shè)備與核心零部件，已有多個(gè)國(guó)內(nèi)廠家布局且有實(shí)際突破，進(jìn)口壟斷局面開(kāi)始“松動(dòng)”。

不過(guò)，一項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的最終目標(biāo)還是需要朝著商業(yè)化發(fā)展，而“機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人”，因此只有在前期不斷的積累，才能實(shí)現(xiàn)真正的厚積薄發(fā)。

整體來(lái)說(shuō)，管道輸氫技術(shù)的發(fā)展是必然的，這也是氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的未來(lái)導(dǎo)向。而在標(biāo)準(zhǔn)、政策完善的條件下，前端實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制氫，終端市場(chǎng)規(guī)模可帶動(dòng)整體產(chǎn)業(yè)盈利，或?qū)⑿纬梢蚤L(zhǎng)輸氫管道為主，多種氫儲(chǔ)運(yùn)方式因地制宜、靈活互補(bǔ)并存的氫儲(chǔ)運(yùn)體系。

不過(guò)，管道輸氫時(shí)代何時(shí)到來(lái)，并不能得出準(zhǔn)確的定論。勢(shì)銀能鏈認(rèn)為，管道輸氫作為未來(lái)最具潛力的長(zhǎng)距離、大規(guī)模運(yùn)氫方式之一，盡管如今還存在經(jīng)濟(jì)性較差、標(biāo)準(zhǔn)不完善、建設(shè)難度大等難點(diǎn)，但隨著產(chǎn)業(yè)的破局，定會(huì)行則將至。