技術(shù)突破與示范項目
天然氣摻氫技術(shù)在多個領(lǐng)域取得了突破性進展。例如,國家電力投資集團所屬北京重型燃氣輪機技術(shù)研究有限公司、國家電投湖北分公司在荊門綠動能源有限公司成功實現(xiàn)SGT-800燃機30%摻氫燃燒改造,這是中國在重型燃機商業(yè)機組上成功實施高比例摻氫燃燒改造試驗。此外,固陽-白云鄂博摻氫輸氣管道工程進入實施階段,提高摻氫量至20%。
提高產(chǎn)品質(zhì)量
在紡織行業(yè)中,定型機是關(guān)鍵設(shè)備之一,其加熱方式直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。指出,傳統(tǒng)蒸汽加熱方式導(dǎo)致產(chǎn)品表面硬度不均,而天然氣加熱后產(chǎn)品表面較硬,蒸汽加熱后較軟。因此,定型機采用天然氣加熱,能夠更好地滿足產(chǎn)品表面硬度要求,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
此外,提到,通過摻入氫氣,可以減少天然氣的使用量,從而降低碳氧化物和氮氧化物的排放,同時實現(xiàn)更環(huán)保的燃燒效果,進一步提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
政策支持與技術(shù)發(fā)展
國家政策推動
我國已將天然氣摻氫技術(shù)納入《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021~2035年)》。此外,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》中明確提出,要加大氫能標(biāo)準(zhǔn)供給,探索氫能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動氫能信息平臺建設(shè),以及管道輸氫項目試點應(yīng)用。多地也出臺了相關(guān)政策,支持氫能研究和應(yīng)用,包括在工程機械、新能源汽車、航空航天等領(lǐng)域的探索。
紡織廠使用天然氣摻氫醇水制氫設(shè)備,不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量,還能顯著降低能耗,實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。通過摻混氫氣,可以提高燃燒效率、減少污染物排放,并減少對傳統(tǒng)化石燃料的依賴。實際應(yīng)用案例表明,該技術(shù)在紡織行業(yè)中的應(yīng)用具有良好的經(jīng)濟性和環(huán)保效益。然而,為了確保技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性,還需進一步優(yōu)化設(shè)備設(shè)計和運行條件,以適應(yīng)不同工況下的需求。
醇水制氫技術(shù)是一種將醇類物質(zhì)與水混合制氫的創(chuàng)新方法,其優(yōu)勢在于原料成本低、制氫、環(huán)保性強。結(jié)合天然氣摻氫技術(shù),醇水制氫設(shè)備可以進一步提升節(jié)能效益。例如,河南氫億環(huán)保設(shè)備有限公司開發(fā)的醇水制氫設(shè)備,以甲醇和水為原料,產(chǎn)生的醇水混合燃料氣體發(fā)熱量大幅提高(100MJ/kg),在使用過程中原料成本大幅度降低。這表明,醇水制氫設(shè)備在節(jié)能方面具有顯著優(yōu)勢。
醇水制氫是一種以甲醇和水為原料制取氫氣的技術(shù),其優(yōu)勢在于原料易得、工藝成熟、成本較低。與天然氣摻氫相比,醇水制氫具有以下特點:
原料成本低
醇水制氫以甲醇和水為原料,甲醇的生產(chǎn)成本較低,且水是免費的,因此整體原料成本大幅降低。例如,使用甲醇和水制備的醇水混合燃料氣體,其發(fā)熱量可達100MJ/kg,燃料消耗量和煙氣排放指標(biāo)均顯著優(yōu)于直接燃燒甲醇、天然氣或燃料油。
無需脫硫脫硝設(shè)備
醇水燃燒裝置無需脫硫脫硝除塵設(shè)備即可達到極低的排放標(biāo)準(zhǔn),這使得其在環(huán)保方面具有顯著優(yōu)勢。
與天然氣摻氫技術(shù)結(jié)合
醇水制氫與天然氣摻氫技術(shù)可以結(jié)合使用,形成更的氫能利用模式。例如,通過醇水制氫設(shè)備制備的氫氣,可直接摻入天然氣中,形成HCNG,再通過現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)輸送至終端用戶。這種模式不僅降低了制氫成本,還提高了氫氣的利用效率。
降低碳排放,助力“雙碳”目標(biāo)
天然氣摻氫技術(shù)在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,能夠有效減少碳排放。例如,在工業(yè)領(lǐng)域,摻氫天然氣可用于工業(yè)鍋爐、熱處理等過程,替代部分傳統(tǒng)化石燃料,減少污染物排放;在交通領(lǐng)域,摻氫天然氣可提高天然氣內(nèi)燃機的熱效率,降低車輛尾氣中的甲烷排放量。此外,摻氫比例為10%和20%時,可實現(xiàn)天然氣碳減排3.5%和7.6%(等熱值計量)。
保障燃氣供應(yīng)安全
天然氣摻氫技術(shù)不僅能夠提高氫氣的利用率,還能在一定程度上緩解天然氣供應(yīng)壓力。例如,在天然氣消費缺口較大的地區(qū),低比例摻燒終端應(yīng)用可以有效緩解天然氣供應(yīng)壓力。同時,天然氣摻氫技術(shù)還可以作為應(yīng)急儲備能源或大型儲運基地,通過液化/壓縮槽車運輸,使氫的使用更加便捷靈活。
降低能耗
天然氣摻氫技術(shù)在紡織廠中的應(yīng)用,不僅提高了能源利用效率,還顯著降低了能耗。例如,提到,君霖紡織通過將定型機從天然氣加熱改為間接蒸汽加熱,每年可減少天然氣使用量約50萬立方米,減少溫室氣體排放約900噸,節(jié)約生產(chǎn)成本約200萬元。
也指出,撫順石化公司通過優(yōu)化氫氣提純吸附時間,提高了氫氣收率,平均每天節(jié)省天然氣約18噸,月創(chuàng)效100余萬元。這表明,摻氫技術(shù)不僅提高了能源利用效率,還帶來了顯著的經(jīng)濟效益。
低成本的氫氣輸送
天然氣摻氫技術(shù)利用現(xiàn)有的天然氣管網(wǎng)系統(tǒng),將氫氣與天然氣混合后輸送至終端用戶,避免了新建氫氣管道的高昂成本。這種“以氣載氫”的方式不僅降低了運輸成本,還提高了氫氣的利用效率。例如,天然氣摻氫的經(jīng)濟距離大于200千米,輸送成本為0.3~0.8元/(千克,百千米),遠低于長管拖車和液氫罐車。
大規(guī)模儲能與可再生能源消納
天然氣摻氫技術(shù)可以作為大規(guī)模儲能的載體,幫助實現(xiàn)可再生能源的消納。通過摻氫天然氣,可以將間歇性可再生能源(如風(fēng)電、光伏)制取的氫氣儲存并輸送到終端,從而實現(xiàn)能源的時空平衡。例如,國家能源局發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見》中明確提出,要探索氫能與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式,推動氫能信息平臺建設(shè),以及管道輸氫項目試點應(yīng)用。