“天然氣摻氫技術作為氫能與天然氣融合發展的紐帶，是助力實現我國‘雙碳’目標的有效途徑之一。”在近日由中國城市燃氣協會主辦的《天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究》（以下簡稱《研究》）成果發布會上，與會嘉賓一致認為，天然氣摻氫技術對調整優化產業結構、能源結構，實現減污降碳協同效應意義重大。
深度脫碳的重要選擇
天然氣摻氫技術是將氫氣以一定體積比例摻入天然氣中，形成摻氫天然氣，通過現有天然氣管道進行輸送，可直接替代部分天然氣使用的一種能源技術。
在眾多氫能相關技術中，天然氣摻氫技術已經成為能源領域的新熱潮。大量研究結果表明，天然氣與氫氣融合發展是實現深度脫碳的重要選擇。“通過天然氣管道摻氫技術，既能高效低成本地輸送氫氣，解決大規模可再生能源消納的問題，又能降低化石能源利用過程碳排放強度。”中國城市燃氣協會理事長劉賀明表示。
北京市煤氣熱力工程設計院有限公司道石研究院總工程師王洪建給出印證：“按照我國天然氣消費量計算，當天然氣摻氫比例為10%（體積比）時，具備300多萬噸/年的氫氣消納能力，可進一步提高可再生能源在能源生產結構中的滲透率。”
由于當前氫能儲運環節仍是氫能產業鏈發展短板，天然氣摻混氫氣有利于氫的低成本儲運和規模化利用。以摻氫比例10%~20%之間計算，等熱值碳減排量在3.5%~7.6%之間；充分利用已有燃氣管網基礎設施，大規模、長距離輸氫成本每百公里為0.3~0.8元/千克，大幅低于長管拖車和液氫罐車。
“我國具備發展天然氣管道摻氫輸送技術的產業基礎。”劉賀明指出，截至2021年年底，我國天然氣管道總里程為1.16×105千米。在未來的15~20年我國天然氣將得到進一步發展，天然氣管網基礎設施的建設，將為氫能運輸和儲存提供更大可能性與空間。可以預見，天然氣管道摻氫輸送技術將迎來廣闊的發展利好空間。
打開氫氣應用場景
天然氣摻氫擴大了氫氣的運用場景，不僅能增加天然氣的燃燒值，還可以利用天然氣管道等基礎設施，對現階段氫氣運輸、氫能的廣泛及規模運用開拓更多的可能性。
王洪建表示，天然氣摻氫可直接用于工業用戶（內燃機、燃氣輪機、工業鍋爐等），也可用于居民和商業用戶（燃氣灶、壁掛爐等）。
比如，根據國家電力投資集團有限公司數據，僅湖北省荊門市一臺54兆瓦的燃機，摻氫30%后，每年可減少二氧化碳排放1.8萬噸以上。
又如，2019年已投產運行的遼寧省朝陽市天然氣摻氫示范項目，是國內天然氣摻氫技術的首次嘗試。民用燃氣具與工業鍋爐在運行周期內均使用正常，填補了國內天然氣管道摻氫示范項目的空白。
再如，近日，河北省張家口市20戶居民實現了天然氣摻氫入戶，將“綠氫”混入天然氣，通過管道輸送至小區居民家中。
相關數據顯示，截至2020年年底，全球天然氣摻氫項目約40個。多個國家已將天然氣摻氫的應用列入到國家規劃中，旨在通過天然氣摻氫技術實現建筑和工業供熱領域深度脫碳。
推廣面臨多重挑戰
摻氫作為天然氣領域減污降碳的一種有效方式，雖然發展潛力和環保價值備受認可，但大規模推廣仍面臨多重挑戰。
劉賀明坦言，一方面是在頂層設計上缺乏相關專項規劃，相關標準體系也不完善；另一方面由于氫氣在密度、熱值、擴散特性、燃燒特性等物理化學性質上與天然氣有很大的差異，在管網方面存在摻混均勻性、材料相容性等風險；在終端利用方面還存在燃料互換性、安全性等不利影響。
對此，住房和城鄉建設部于2022年批準了科學技術計劃立項工作，支持中國城市燃氣協會牽頭組織業內50多家單位，開展了“天然氣管道摻氫輸送及終端利用可行性研究”，共同研究摻氫天然氣管輸和利用的技術可行性、安全性、經濟性及碳減排潛力，旨在推動更多天然氣摻氫示范項目建設落地應用。
劉賀明強調，推動天然氣摻氫產業規模化發展，亟須以政府引導、企業主導、多方參與、利益共享為原則，加強天然氣摻氫示范項目的研究與布局。
《研究》建議，一是制定氫氣管道輸送(摻氫/純氫)專項規劃，統籌推進天然氣摻氫規模化應用；二是建立健全符合我國國情的天然氣摻氫產業安全監管、技術與運營管理標準體系，保障天然氣摻氫產業健康安全有序發展；三是加大對天然氣摻氫全產業鏈的補貼政策及金融支持，探索碳交易辦法，推動產業可持續發展；四是加強“政產學研用”機構合作，促進全產業鏈協同發展，建立有效的共享平臺與合作機制；五是構建天然氣摻氫適應性評估方法及數據庫平臺，積極推進天然氣摻氫的應用示范，實現“氫進萬家”；六是培養復合型創新人才，成立國家級工程技術研究中心，加強天然氣摻氫關鍵技術研究。
天然氣摻氫不僅是燃氣行業積極推動減污降碳協同增效的關鍵舉措，也是住房和城鄉建設領域實現“雙碳”目標的必由之路。相信在不久的將來，該技術必會得到穩健發展。
