天然氣摻氫20年試驗，全球3大權(quán)威報告給出了5點結(jié)論

2020-06-08 09:53

表6． HCNG中氫氣的比例（％，年均比例）

資料來源：IGRC 2011報告

介于本次示范項目意義較大，且官方披露了較為詳細(xì)的示范運營方法，在此我們對本次運營的方法進(jìn)行簡述：

首先、該項目選擇了一個好的地點：埃姆蘭島。埃姆蘭島有幾個比較獨特的優(yōu)勢：1、公寓位于城鎮(zhèn)的外圍，能夠控制燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)的隔離，并為氫供應(yīng)和混合提供空間。2、是一個著名的旅游景點。每年約有50萬來自世界各地的游客，有非常好的社會效益。

第二、該項目構(gòu)建了一個防止事故的安全體系。1、此地的天然氣調(diào)壓站、低壓裝置、爆炸安全、分區(qū)、通風(fēng)、防雷和防火等標(biāo)準(zhǔn)得到檢查。2、氫氣天然氣攪拌機的安裝、煤氣柵和家用煤氣的安裝都經(jīng)過廣泛的維修和檢查。3、這些公寓配備了安全傳感器，用于檢測煤氣泄漏和一氧化碳。4、對雇員、居民和當(dāng)?shù)叵狸犨M(jìn)行了有關(guān)氫氣特性和控制的培訓(xùn)。

第三、具備及時切斷氫氣供應(yīng)的能力。一旦出現(xiàn)電力故障或氫氣供應(yīng)故障，氫氣注入就會停止，而天然氣注入則會繼續(xù)進(jìn)行。

第四、從簡單到復(fù)雜的摻氫過程。2007年12月到2018年12月，HCNG中的氫氣來自于氫氣瓶。2008年12月之后氫供應(yīng)從氫瓶轉(zhuǎn)換到現(xiàn)場電解生產(chǎn)。氫氣發(fā)電所需的電力來自附近的“知識與創(chuàng)新中心”新大樓的太陽能電池板。

第五、除了測試網(wǎng)絡(luò)，還增加了參考網(wǎng)絡(luò)。這些類似的網(wǎng)格只是為了這個項目而建造的。網(wǎng)格是由同一批零件組成的。網(wǎng)格包含用于測試的干線、接頭、服務(wù)省長和煤氣表的不同材料。所選組件通常用于荷蘭的燃?xì)夤艿馈?/p>

第六、參與測試的烹飪器是全新的并且具提前進(jìn)行了測試。在此之前，所有的燃?xì)馄骶叨纪ㄟ^測試含30％氫氣的氣體來進(jìn)行安全測試。這10％的安全余量用于克服攪拌器的動態(tài)特性（超調(diào)）。新的烹飪器具和鍋爐被安裝，因為現(xiàn)有的器具的壽命幾乎到了盡頭。

第七、調(diào)研最終用戶的意見并積極推廣。問卷定期在“Noorderlicht”小區(qū)居民中發(fā)放。國家地理頻道的“綠色夢想?yún)^(qū)”電視節(jié)目讓小學(xué)生和高中生了解了氫經(jīng)濟的重要性。此步驟保證了群眾基礎(chǔ)。

該項目的最終結(jié)果顯示，四年之后：測試段的被檢測管道材料的最重要的性能在暴露于富氫天然氣沒有顯示出任何影響；沒有嚴(yán)重的泄露和滲透高的情況出現(xiàn)，也沒有因此導(dǎo)致任何安全問題；沒有發(fā)現(xiàn)與氫有關(guān)的管道材料缺陷。除了管材本身，接頭和配件，如如橡膠軟管、調(diào)控器、煤氣表都沒有表現(xiàn)出不良影響。

在鍋爐器具的點火、回火、泄露、火焰穩(wěn)定性試驗同樣全部通過標(biāo)準(zhǔn)測試。

鍋爐控制單元的存儲器被讀出。沒有氫相關(guān)的故障記錄。目視檢查包括燃燒器、點火裝置、火焰電離檢測器、熱交換器、氣閥、冷凝水排放、配件和密封件，沒有發(fā)現(xiàn)與氫有關(guān)的缺陷或污染。

總結(jié)

美國國家可再生實驗室對天然氣摻氫在管道中的研究進(jìn)行了總結(jié)，概述了不同壓力、不同氫氣含量對應(yīng)不同管材的影響。這對實際中控制HCNG的應(yīng)用風(fēng)險以及后續(xù)HCNG研究思路都起到了重要的指導(dǎo)作用。終端端方面，荷蘭Nes小鎮(zhèn)項目在四年時間中沒有出現(xiàn)任何因為氫加入到天然氣管道后引起的異常。該項目所在地Nes也是一個旅游勝地，此項目也得到了廣泛社會傳播。

從國際領(lǐng)先的動態(tài)來看，目前所缺乏的是HCNG在工業(yè)中的應(yīng)用研究，以及接近商業(yè)推廣的摸索。

由于HCNG具備投資成本低，接觸終端客戶多，經(jīng)濟效益產(chǎn)生快，并且可以允許一定范圍的氫含量波動的特點，其示技術(shù)方面的問題解決后，相信商業(yè)化推廣會相對容易。其很有可能成為較早產(chǎn)生商業(yè)價值的氫能領(lǐng)域。

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