国家电投柴茂荣：天然气掺氢，让“氢进万家”，柴茂荣

国家电投集团氢能首席专家柴茂荣先生的一场演讲堪称亮点。他详细地介绍了国家电投天然气掺氢示范项目，向听众展现了项目启动以来采取的各项措施和应对经验。柴茂荣先生的言辞不仅富有深度，还突出了该项目的关键要点，给与会者留下直观而深刻的印象。

图：国家电投集团氢能首席专家柴茂荣先生作主旨演讲

柴茂荣先生详细介绍了国家电投集团辽宁朝阳天然气掺氢项目的背景和意义。他指出，中国西部地区拥有丰富的太阳能和风能资源，但面临的主要挑战是如何将这些可再生能源输送到东部工业区域和沿线城市。传统的电力输送方式存在能量损耗和成本高昂的问题，因此，寻找更经济高效的方式变得尤为重要。

国际上早有天然气管道掺氢相关研究。从本世纪初开始，欧盟、美国、日本、加拿大等均开展了掺氢示范并运行良好，每年有2900吨氢气掺入天然气管网。根据各国研究结果，天然气掺氢比例一般为5%-30%，其中20%为多数国家目前的最高掺氢比例。

天然气掺氢的必要性已成为业界共识：

首先，中国的天然气管道系统非常庞大，覆盖了城市家家户户，且管道总长度巨大。这为将氢气输送到东部工业区域提供了坚实的基础；

其次，从成本上来讲，天然气输氢只有液氢、气氢的几十分之一，通过将氢气与天然气混合并输送，可以大幅降低输送成本；

再者，天然气中掺的氢气有助于延缓激碳的速度和提高制氢的效率，减少输天然气催化剂失活的问题，后续也可用于氢气重整；

另外，天然气制氢是蓝氢路线，可在分离提纯过程分离二氧化碳，便于后续开展甲醇等项目。

柴茂荣先生介绍了科技部重大科技项目——辽宁朝阳天然气掺氢项目的内容和进展。该项目是国内首个电解制氢掺入天然气项目，于自2019年4月启动，2020年9月，该项目启动现场10%掺氢试验，同步新增民用燃气灶具系统掺氢对比试验，并于2021年9月、12月相继完成两项试验，实现安全掺氢，并发布6项团体标准，正式具备氢气“制—储—压缩—充装—运—掺（氢气售卖）—用”全产业链条示范能力。

柴茂荣先生介绍称，为利用成熟的管道设施输送天然气，实现快速、大规模、低成本的氢能运输。该项目参照国外相关的标准，在役管道与氢气的相容性、天然气掺氢混气工艺、掺氢天然气管道输送工艺、管道安全保障技术和终端燃烧应用等方面开展了相关研究，为示范项目提供了重要的理论和数据支撑。同时，该项目历经慢应变速率拉伸试验、疲劳裂纹扩展速率试验、断裂韧度试验，还进行了火焰稳定性的实验，表明在10%的掺氢比例下，在民用灶具的燃烧仍可保持稳定。研究发现，掺氢比例控制在10%的范围内不影响管道的安全性。该项目到目前为止已经成功运行3年，每年掺合气量大概100-120标方左右。

这一项目不仅为天然气掺氢提供了试验成果，还为国内天然气掺氢输送应用技术发展、氢能综合利用等后续氢能产业发展提供了广阔空间。氢能源的运输成本一直是制约其大规模应用的主要障碍之一。然而，借助现有的天然气管道系统输送氢气，可以降低氢能源的运输成本，促进其广泛应用。这一创新有望推动氢能在不同领域的利用，对于能源转型和减少碳排放具有重要意义。