中国到2060年将需要5.9万公里输氢管道
到2060年,中国大约需要建设5.9万公里专用氢气管道,总投资接近550亿美元。这个规模不是随便定的。目前氢气的储存和运输成本,已经占到终端价格的20%到50%。这是山东大学团队得出的结论。
以往的研究通常把生产成本和运输成本分开算。但真正决定氢能是否划算的,恰恰是这两者的组合。这次研究团队第一次把整条供应链都纳入考量,从生产端一直算到工业用户端。他们收集了中国所有省份的数据,分别测算了灰氢(煤炭、天然气制氢)、蓝氢(碳捕集制氢)和绿氢(风光电解水制氢)的生产成本。
在此基础上,团队建立了运输模型,覆盖三种方式:气态罐车、液态罐车,以及专用管道。管道是技术难度最高的一种。
中国目前已有一些氢气管道,但都是短距离的工业管道,长度只有25到42公里,连接的是同一工业园区内的炼厂和化工厂。第一条这样的管道由中石化在2008年建于南京,连接金陵石化炼厂和扬子石化。
这次研究模拟的是一张能连接全国不同地区的干线管网。判断一条管道是否经济可行,要看两个条件:地区间距离要足够远,年运输量要超过一定门槛。否则公路运输反而更便宜。
分析显示,煤制氢依然是成本最低的方式,每公斤2到2.8美元。光伏电解水制氢的成本则可能高达每公斤12美元。但一旦算上运输成本,情况就变了。中国内陆地区生产成本低的优势,很大程度上被运输成本抵消了,因为主要用氢大户都集中在沿海工业省份。结果是,在23个氢气净输入地区中,有22个地区的外购氢气反而比本地生产更贵,在广东、江苏这样的工业大省,价差甚至超过每公斤3.5美元。唯一的例外是西藏,那里外购氢气比本地生产更划算。
研究团队测算,目前经济可行的跨省管道只有几条,连接的是资源丰富的西北地区和北京、上海、广东等东部沿海工业中心,总长度约3.94万公里。团队还模拟了到2060年的三种需求情景,年需求量从5500万吨到1.87亿吨不等。结果显示,无论哪种情景,由25条跨省干线组成的管网都是最优方案。随着需求增长,未来的重点将是扩大现有管道的输送能力,而不是新建更多线路。到那时,管网总长度将达到约5.9万公里,平均运输距离将拉长到2522公里。
研究团队还特别强调,氢气管道必须用专用材质,不能直接沿用天然气管道,因为氢气会导致钢材脆化。
这份研究把中国氢能产业规划中一个常被忽视的问题摆上了台面:管网基础设施。相比之下,欧洲和日本在氢能布局上更依赖分散的加氢站网络和小规模示范项目,跨区域干线管道的系统规划几乎是空白。
德国、荷兰虽然提出过"氢能骨干网"设想,但大多是在现有天然气管道基础上改造,而这个研究团队明确指出,专用氢气管道才是长期可行的方案,这本身就体现出更彻底的基础设施思维。
更值得关注的是,这项研究把生产和运输成本放在一起统筹核算,而不是像多数国际研究那样割裂看待。这种全链条视角,恰恰对应着中国在能源基建上一贯的规划逻辑——从特高压电网到高铁网络,中国习惯于把大规模、长距离的基础设施建设当作产业发展的先手棋,而不是等市场需求成熟后再被动跟进。
5.9万公里的管网蓝图,某种程度上也是这种思路在氢能领域的延续。当然,550亿美元的投资规模和长达数十年的建设周期,也意味着这一构想能否落地,还要看政策执行力和资金持续投入的情况。
信息来源:globalenergyprize