2020年7月15日,來自歐洲9個國家的11家天然氣管網公司聯合發(fā)布《歐洲氫能主干管網》(European Hydrogen Backbone)研究報告。這一報告被視為對近期德國、荷蘭、法國開展管道輸氫合作戰(zhàn)略的積極響應,將為后續(xù)氫氣大規(guī)模、長距離儲運和既有設施的再利用提供支撐。
這11家公司分別來自德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭、比利時、捷克、丹麥、瑞典。報告主要內容如下:
中國石油集團經濟技術研究院(ETRI)
石油科技研究所
高慧 楊艷
01、11家天然氣管網公司對
歐洲氫能主干管網的態(tài)度
歐洲天然氣管網公司已準備好引領氫能儲運產業(yè)并開始投資。當前應以“先行者”態(tài)度開始建設歐洲氫能主干管網,協助氫能利用的供需兩端解決儲運難題,推動氫能在能源深度脫碳過程中發(fā)揮作用。
歐洲氫能主干管網允許歐洲所有國家加入。未來還將邀請歐洲各地和其他相鄰地域的管網公司加入,例如利用地中海管網進口非洲可再生能源制氫,并尋求與政策制定者、利益相關者進行合作,包括與歐洲氫能協會的“2×4000 萬千瓦綠氫(可再生能源發(fā)電制氫)”計劃合作。
02、建設氫能主干管網的三個階段
氫能網絡將從21世紀20年代中期開始建設,分布于10 個國家(德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭、比利時、捷克、丹麥、瑞典、瑞士)。第一階段,到2030年,將建成長度約6800公里的管道網絡,連接各地氫谷。第二階段,到2040年,預計氫氣管網總長度將達到2.3萬公里, 其中75%由改建后的天然氣管道構成,25%為新建的氫氣專用管道。第三階段,到2050年,氫能主干管網建成,屆時歐洲氫氣管網、天然氣(包括生物質制甲烷)管網將并行運營。
	 
歐洲氫能主干管網示意圖
03、氫能主干管網的建設和運營成本
到2040年,歐洲氫能主干管網建設總成本預計為27 億-640億歐元,遠低于過往的預測數值,在歐洲能源轉型的總投資中占比很低??偝杀绢A測數值分布在較大區(qū)間的主要原因是管網布局位置尚未確定,由此帶來壓縮站建設成本的不確定性??偝杀镜?0%用于建設管線,40%用于建設壓縮站。
氫能主干管網以每年運營5000小時計,運營成本為16億-35億歐元,其中操作和維修成本占40%-60%。根據測算,氫氣輸送成本為每公斤氫氣每1000公里0.09-0.17歐元,這一成本可實現歐洲范圍內的高效輸氫。
04、氫能主干管網的輸送能力
氫氣的單位體積能量密度是天然氣的1/3。以熱值計算,氫氣專用管道的能量輸送效率理論上可以達到天然氣管道的80%,實際上可達到天然氣管道的61.5%。
歐洲現有的天然氣管道包括從20英寸(DN500)到48英寸(DN1200)及以上的各種管徑。未來氫能主干管網的各地管徑也各不相同。到2030年,歐洲“藍氫”(化石能源制氫+CCS)產能以電能計算將達到80萬億千瓦時(即240萬噸氫氣),“藍氫”產地與氫氣消費地的距離較近。氫氣專用管道的需求大約將始于2020年代末或2030年代初。
到2040年,歐洲“綠氫”產能達到4000萬千瓦,對應100萬億千瓦時(300萬噸)氫氣。氫能主干管網將采用36英寸(DN900)管道承擔700萬千瓦(52.5萬噸)的氫氣輸送量,以及采用48英寸(DN1200)管道承擔1300萬千瓦(97.5萬噸)的氫氣輸送量。部分國家的氫氣管道輸送量較小,將采用24英寸(DN600)管道。
氫氣管道的設計使用年限為30-55年,壓縮站設計使用年限為15-33年。


 
 

