8628公里!国家管网新疆启动天然气管道改输氢关键研究
国家管网集团西部管道有限责任公司( “西部管道公司”)近日传来消息,由其牵头的新疆维吾尔自治区重点研发任务专项 “天然气管道改输氢气关键技术研究” 项目已全面启动。
在铂道看来,这一项目的实施,不仅将为我国氢能储运领域突破技术瓶颈提供关键支撑,更有望为我国能源大动脉,带来氢能变革的新动力。
储运难,氢能产业发展的关键瓶颈
在氢能 “制、储、输、用” 全产业链中,储运环节的成本占比高达 30%~40%,成为制约氢能规模化发展的关键瓶颈。目前,我国现有输氢管道总里程仅约 400 公里,而将原油、天然气管道改造为输氢管道的技术在国内尚属早期阶段,相关技术评价标准亟待建立。
在此背景下,利用在役管道进行氢气输送,成为极具经济效益的氢能运输解决方案。
然而,这一过程面临着诸多技术挑战:输送介质由传统天然气改换为氢气时,管道输送系统将面临氢富集对管道材料微观组织的影响机理尚不明确、现有天然气管道工艺系统及关键设备在临氢环境下适应性尚未明晰、氢气在输送中燃爆机理不明确等三大难题,完善的管道输氢安全技术体系和风险评价方法仍处于空白状态。
联合技术攻关,为天然气管道改氢设计可靠路径
2024 年,西部管道公司首次成功获批自治区重点研发任务专项 “天然气管道改输氢气关键技术研究”。公司积极联合新疆大学、中国安全生产科学研究院、中国石油大学(北京)克拉玛依校区、中国石油大学(北京)等国内一流科研院所,组成强大的科研团队,共同开展技术攻关。
项目聚焦三大核心研究方向:
临氢环境下管道材料氢致失效机理与断裂控制技术:深入探究氢气与管道材料相互作用的微观机制,为管道材料的选型和优化提供理论依据,开发断裂控制技术,保障管道在输氢过程中的结构安全性。
天然气管道改输氢工艺设备适用性评价与研发:对现有天然气管道工艺系统及关键设备在临氢环境下的适应性进行全面评价,研发适用于输氢工况的新型工艺设备,提高管道输送系统的可靠性。
氢气管道泄漏扩散燃爆安全管控技术研究:揭示氢气在输送过程中泄漏扩散及燃爆的机理,建立安全管控技术体系,为氢气管道的安全运行提供保障。
通过这三大方向的研究,项目将系统构建在役管道改输氢气安全管控技术体系,有效推进自治区 “制氢 - 输氢 - 用氢” 全产业链条建设进程,加速推动自治区天然气管道输氢技术实现工程化应用和产业化发展。
科技平台支撑,打造管道输送创新高地
西部管道公司在科研基础设施建设方面已具备坚实基础,先后建成亚洲唯一的管道断裂控制试验场等 “五大科技平台”,并布局构建新疆多介质管道安全输送重点实验室和氢能储运工程研究中心、油气管道储运产业计量测试中心、企业技术中心。
目前正在建设的 705 新能源试验基地,包含氢能环道、纯氢和掺氢管道中试等实验平台,将充分发挥 “新能源管道输送技术创新策源地、打造技术成果转化示范高地、培育新能源管道输送领域新质生产力” 三大核心功能,为地方新能源战略新兴产业的发展提供重要的基础设施保障,为实现 “双碳” 战略目标提供强有力的技术支撑和创新动能。
央企担当主力,整合资源助力氢能产业
西部管道公司发言人表示,公司将充分发挥央企优势,深度整合 “产学研” 多方研究资源,系统梳理技术攻关路线,构建多学科交叉融合的创新联合体,全面助力自治区打造氢能产业新高地。
目前,仅西部管道公司运营的新疆境内西气东输一二三四线等 23 条油气管道,总里程就达 8628 公里。该公司已率先建成高效运营 “西油东送、西气东输,连通中亚、辐射全国” 的西部油气能源战略大通道。
这一庞大的管道网络为氢能储运相关领域的研究提供了绝佳载体,也为未来项目成果的工程化应用奠定了坚实基础。
同时,不要忘了,在我国输氢管道领域,还有众多实力企业未来可能加入到类似研究。这些企业分为三类,涵盖技术研发、工程建设及运营管理全产业链:
能源央企方面,中国石化主导 “西氢东送” 示范工程,并在乌兰察布布局绿氢管道项目;中国石油参与掺氢管道技术验证,牵头制定相关国家标准;国家能源集团依托煤制氢优势,在西北地区布局绿氢基地及配套输氢管网。
管道制造与技术创新企业方面,中国联塑、东方电气等等。
区域氢能管网运营商方面,新疆俊瑞专注新疆区域绿氢管网建设,深圳能源推进短距离商用绿氢管道项目。此外,还有中集安瑞科、渤海装备等企业也为输氢管道建设提供配套支持。
全国输氢管道建设,规划与发展并行
截至 2025 年 6 月,我国输氢管道建设正处于快速推进阶段:
规划总里程:根据智研咨询截止2025年3月统计,包括在建及规划,我国氢气管道里程已突破7000公里,覆盖跨省区、工业用氢及绿氢输送场景。
目前多个在建大型项目正在推进,如全球最大口径(813 毫米)、最长距离(1037.82 公里)的康保 - 曹妃甸管道,设计年输氢量 155 万吨;全长 1145 公里的中石化京蒙管道,途经 5 省市,远期规划输量 50 万吨 / 年;内蒙古绿氢管网构建 4400 公里 “一干双环四出口” 体系,含多条绿氢 / 绿醇管道。还有全球首个万吨级纯氢输送示范工程(乌兰察布 - 燕山石化管道)。
已建成管道方面,其中纯氢管道包括济源 - 洛阳管道(25 公里,2015 年投运)、玉门油田管道(5.77 公里,绿氢输送)、宝钢硅钢项目管道(3.97 公里)等,总里程约 400 公里(含工业短距离管道),实际在用约百公里。
掺氢管道在用的有朝阳天然气掺氢示范工程(10% 掺氢比例)等,主要用于区域性试点。
按照这个发展趋势,预计 2030 年我国建成输氢管道总里程将突破 5000 公里,2035 年达万公里级别。
全国 29 个省级行政区已将管道输氢列为重点任务,加速规模化建设。
铂道展望
目前,全国天然气主干管网总里程已突破10万公里,覆盖全国主要能源消费区域。若包含长输管道及区域支线,总里程约19万公里(含12.4万公里长输管道)。
而西部管道公司此次启动的天然气管道改输氢关键技术研究项目,将在全国输氢管道建设的大背景下,充分利用新疆丰富的能源管道资源和区位优势,为我国氢能产业的发展探索出一条创新之路。
随着项目的深入推进,这 8628 公里的天然气管道只是一个开始,未来可能点燃全国数万天然气管道改氢的历史大机遇。