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英國推動天然氣摻氫進程
發布時間: 2023-04-14

來源:中國能源報

自去年上半年英國作出“2023年將一定比例氫氣混合到天然氣網絡”的決定以來,該國摻氫熱情日益高漲,本土首個天然氣電站摻氫調峰試點項目將按計劃于下半年啟動。盡管氫氣與天然氣混合燃燒發電的經濟性和環保性有待進一步評估,但英國整體對低碳混合氣前景持樂觀態度。

需盡快確定摻氫率

“政府應該盡快對天然氣摻氫率做出批復,越快確定摻氫率,才能更快刺激摻氫技術和相關試點項目商業落地。”英國政府低碳天然氣顧問、英國專用化學品公司莊信萬豐催化劑技術首席執行官簡·圖古德日前公開表示。圖古德指出,氫能是幫助英國實現凈零排放目標的關鍵解決方案之一,隨著能源安全、氣候變化等問題日益尖銳,全球對氫生態系統需求正迅速跨越工業、運輸和電力部門。“水泥、鋼鐵、玻璃等能源密集型行業特別適合轉用氫氣,而且氫氣還可以為商用飛機、船舶、重型貨車和救護車等大型車輛提供動力,這些車輛無法承受漫長的充電時間。”

值得一提的是,圖古德去年7月被英國商業、能源和工業戰略部任命為英國首個“氫能冠軍”,這一角色相當于政府獨立專家顧問,職責是與行業利益相關者和投資者接觸,以確定氫項目投資障礙和利好影響,并就如何加速氫經濟轉型向英政府建言獻策。

英國商業和能源部長夸西·夸滕表示:“圖古德的工作是確保氫能行業和政府部署協調一致,從而加快氫生產,將其作為一種清潔能源,提高本土能源安全并創造就業機會。”

《衛報》指出,英國83%的家庭和20多萬家企業都離不開天然氣,這使得英國對天然氣的依賴性頗高。在此背景下,與氫氣混合的天然氣成為一個低碳高效解決方案。

據了解,英國政府將在今年內決定是否將高達20%的氫氣混合到天然氣分配系統中,旨在取代天然氣鍋爐進而降低排放,這是該國實現到2050年凈零排放目標的一部分。天然氣鍋爐排放量約占英國溫室氣體排放總量的1/5。

“所有新燃氣鍋爐都應該為摻氫做好準備。”圖古德直言,“最早2026年就需要使用混合天然氣,屆時并非所有家庭都能夠輕松轉換為電動熱泵。”她強調,不管是可再生能源電解水制“綠氫”,還是化石燃料配合碳捕捉和封存技術所制“藍氫”,都可以混合到英國天然氣管網中。

摻氫調峰試點即將開始

英國最大天然氣供應商森特理克日前表示,下半年將按計劃啟動旗下天然氣電站摻氫試點項目,這有望成為英國首個摻氫調峰項目。

據悉,森特理克位于林肯郡裝機49兆瓦的天然氣電站主要滿足用電高峰期或可再生能源發電量較低時的電力需求,通常每天運行不到3小時。摻氫試點項目旨在測試在發電站中將氫氣與天然氣混合在一起的實用性,目的是降低整體碳排放強度。

這一摻氫試點項目實施周期為12個月,今年第三季度啟動初期,天然氣摻氫率僅為3%,項目開展后逐步提高到20%,最終目標是實現100%使用氫氣。

與此同時,英國能源網絡協會的天然氣網絡摻氫計劃也于今年啟動。該計劃將在2023-2024年冬季期間,在全英范圍內供應摻氫率20%的天然氣,旨在為英國天然氣電站使用更清潔的混合天然氣奠定基礎。根據英國能源網絡協會估計,20%摻氫率預計每年將減少大約600萬噸二氧化碳排放量。

英國國家電網公司氫氣項目主管安托尼·格林強調,為實現更高摻氫率,英國應盡快啟動能源基礎設施改造。

眼下,英國健康與安全執行局正在評估家庭、商業和工業環境中使用氫的安全性。

成本和安全是挑戰

對于摻氫天然氣是否適用于家用鍋爐,業內的看法兩極分化。支持者認為,與安裝電動熱泵等其他低碳供暖系統相比,改用低碳氫的鍋爐給環境帶來的破壞性較小。“低碳氫是一個新生產業,雖然無法成為英國未來能源需求的絕對良方,但其低碳屬性仍可以在能源結構中擁有一席之地。”圖古德強調。

事實上,天然氣摻氫可以改變天然氣的燃燒特性,增加燃燒值,同時還可以利用天然氣管道等基礎設施,為現階段氫氣運輸、氫能廣泛及規模運用帶來更多可能性。

但是,反對者認為,混合氣體可能會延長天然氣在家庭供暖中的使用時間,而且與電動熱泵或太陽能等替代品相比,既不經濟,效率也更低。根據康沃爾咨詢估計,使用氫氣進行家庭供暖的成本可能比使用天然氣高出70%。

此外,氫很容易滲透到固體金屬中,使管道鋼開裂,而其對塑料管道、壓縮機、閥門和其他非管道設備如倉儲設施的影響,仍需適當評估。

美國能源部國家可再生能源實驗室氫系統分析負責人馬克·鐘表示,將氫混合到天然氣管道中并不是新概念,但仍然存在很大知識缺口,摻氫影響需要綜合考量材料、經濟和運營等多方面因素,而且氫的能量密度也帶來能量傳輸的挑戰。

截至目前,全球尚未出臺統一的摻氫天然氣管道輸送系統專用標準,各國天然氣氣體質量規范中可允許的最大摻氫比例也各不相同,這給摻氫技術研發和相關試點示范帶來一定挑戰。

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