我国首次高压力纯氢管道试验成功！

 

 

图源央视财经

 

本次试验分为充氢测试和纯氢爆破测试两个阶段。试验管材包括高阻隔柔性复合管、塑料合金复合管、小口径热塑性复合管三种非金属管道及低钢级金属管道。充氢测试通过模拟管道真实输送环境，保持6.3MPa运行压力，经过30天测试，验证管道设备的氢气相容性、阻隔性以及连接处的密封性。爆破测试将高阻隔柔性复合管升压至9.45MPa，实施全尺寸纯氢气爆破，进一步验证非金属管道在纯氢高压条件下的承压性能及燃爆形态。

 

目前，国内输氢管道规模较小，已建纯氢管道输送压力均为4MPa以下，高压氢气管道输送相关技术仍处于研究阶段，复合材料输氢管道尚无应用案例。本次试验是国内首次对DN250口径、6.3MPa输氢非金属管道和在役金属管道进行的在线测试，管道尺寸及试验压力均超过国内已建纯氢管道主要运行指标；也是国内首次对非金属管道进行高压纯氢爆破试验，为管道运行安全管理的综合数据分析提供了更加全面的数据支持。同时，此次对常规油气管道、阀门、密封法兰等设备进行纯氢输送环境适应性测试，为在役油气管道改输氢气提供了技术支撑。

 

本次试验利用国内首个多介质、多材质、多尺寸管道试验测试平台开展。该平台由国家管网集团自主搭建，覆盖了金属、非金属多种材质和DN600以下多种尺寸管道试验场景，能满足纯氢、掺氢和二氧化碳管道输送和设备设施测试要求。同时，利用自主开发的控制系统，可实现压力、温度等工艺参数远传、阀门自动控制、测试数据上传等功能。平台建成以来，吸引了国内多家企业开展不同材质管道、阀门、仪表、调压阀、流量计等设备设施现场试验和适应性研究，为国内开展高压管道输氢相关技术研究提供了解决方案，填补了国内高压力纯氢测试平台空白。

 

国家管网集团介绍，开展此次纯氢爆破试验的国家管网集团管道断裂控制试验场，是继英国、意大利之后全球第三个管道断裂控制试验场，也是国内唯一具备高钢级、大口径、多介质管道全尺寸爆破试验技术条件的试验平台。试验场先后实施了1219/1422mm、X80/X90、12/13.3MPa不同规格、不同钢级、不同环境下的6次全尺寸气体爆破试验和2次低温止裂试验，为中俄东线等长输管道建设提供了重要依据和有力支持。

 

氢能具有零碳、高效、可储存、安全可控等显著优势，据《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，氢能是国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳的重要载体。目前，已有多个省市制定并发布氢能发展政策。

 

当前掣肘氢能产业化发展的核心问题是成本问题，其中包括氢制取、氢储运、氢加注三个环节的成本。在储运环节，远距离运输是氢能产业目前主要攻坚的关键问题。相关报道指出，随着我国首次高压力纯氢管道试验取得成功，为我国今后实现大规模、低成本的远距离纯氢运输提供技术支撑。

 

目前，我国有高压气氢运输、低温液氢运输和管道运输等三种主要运输手段。

 

高压气氢运输，就是把氢气压缩后储存在压力容器中，由长管拖车运输。这是目前运用最普遍、技术最为成熟的运氢方式。通常使用的储氢容器自重较大，导致拖车运输时氢气重量只能占到总运输重量的1%—2%。受到人工费与油费影响，高压气氢运输成本随距离增加逐渐上升。所以，这种方式仅适用于运输距离不超过200公里的场景。

 

低温液氢运输，是将氢气液化后装入专用的低温绝热槽管，通过公路、水路等方式运输。氢气经过液化后，体积能量密度更高、占用空间体积更小，运输效率更高。这种运氢方式，运输成本受距离影响较小，适用于长距离运输。但液氢罐车运输制取液氢的能耗较高，对液氢储罐的材料和工艺要求高，安全防护技术非常复杂。

 

管道运输，即在制氢工厂与氢气站、用氢单位等之间建设管道，氢气以气态形式进行运输。管道运输是实现氢气大规模、长距离、低成本运输的重要方式。不过，氢气管道的成本依然是制约管道运输的重要因素。利用现有天然气管道掺氢运输，或者改造天然气管道以解决管道建设高成本等，是近年来氢气管道运输的研究热点。而建设专用纯氢气运输管道，则是输氢管道建设的“终极形态”。

 

随着国家对氢能产业的逐渐重视，多家公司密集传来布局输氢管道建设的消息。

 

4月10日，中国石化宣布，“西氢东送”输氢管道示范工程已被纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》，标志着我国氢气长距离输送管道进入新发展阶段。“西氢东送”起于内蒙古自治区乌兰察布市，终点位于北京市的燕山石化，管道全长400多公里，是我国首条跨省区、大规模、长距离的纯氢输送管道。{相关阅读：一期运力10万吨/年！我国首条“西氢东送”管道纳入国家规划}

 

4月16日，中国石油对外发布消息，用现有天然气管道长距离输送氢气的技术获得了突破。这为我国后面实现大规模、低成本的远距离氢能运输提供技术支撑。{相关阅读：中国石油：现有天然气管道长距离输送氢气技术获得突破}

 

总的来说，管道输氢是实现氢气大规模、长距离、低成本运输的重要方式。国家管网集团按照国家《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》要求，积极稳妥实施管网“双碳”行动方案，加快推进氢气、二氧化碳等多种介质储运前沿技术攻关，推动天然气管输业务与全国新能源业务融合发展，助力氢能“制储输用”全链条产业建设。