來(lái)源：中國(guó)能源報(bào)

自去年上半年英國(guó)作出“2023年將一定比例氫氣混合到天然氣網(wǎng)絡(luò)”的決定以來(lái)，該國(guó)摻氫熱情日益高漲，本土首個(gè)天然氣電站摻氫調(diào)峰試點(diǎn)項(xiàng)目將按計(jì)劃于下半年啟動(dòng)。盡管氫氣與天然氣混合燃燒發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性有待進(jìn)一步評(píng)估，但英國(guó)整體對(duì)低碳混合氣前景持樂(lè)觀態(tài)度。

需盡快確定摻氫率

“政府應(yīng)該盡快對(duì)天然氣摻氫率做出批復(fù)，越快確定摻氫率，才能更快刺激摻氫技術(shù)和相關(guān)試點(diǎn)項(xiàng)目商業(yè)落地。”英國(guó)政府低碳天然氣顧問(wèn)、英國(guó)專用化學(xué)品公司莊信萬(wàn)豐催化劑技術(shù)首席執(zhí)行官簡(jiǎn)·圖古德日前公開(kāi)表示。圖古德指出，氫能是幫助英國(guó)實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵解決方案之一，隨著能源安全、氣候變化等問(wèn)題日益尖銳，全球?qū)渖鷳B(tài)系統(tǒng)需求正迅速跨越工業(yè)、運(yùn)輸和電力部門。“水泥、鋼鐵、玻璃等能源密集型行業(yè)特別適合轉(zhuǎn)用氫氣，而且氫氣還可以為商用飛機(jī)、船舶、重型貨車和救護(hù)車等大型車輛提供動(dòng)力，這些車輛無(wú)法承受漫長(zhǎng)的充電時(shí)間。”

值得一提的是，圖古德去年7月被英國(guó)商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部任命為英國(guó)首個(gè)“氫能冠軍”，這一角色相當(dāng)于政府獨(dú)立專家顧問(wèn)，職責(zé)是與行業(yè)利益相關(guān)者和投資者接觸，以確定氫項(xiàng)目投資障礙和利好影響，并就如何加速氫經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型向英政府建言獻(xiàn)策。

英國(guó)商業(yè)和能源部長(zhǎng)夸西·夸滕表示：“圖古德的工作是確保氫能行業(yè)和政府部署協(xié)調(diào)一致，從而加快氫生產(chǎn)，將其作為一種清潔能源，提高本土能源安全并創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。”

《衛(wèi)報(bào)》指出，英國(guó)83%的家庭和20多萬(wàn)家企業(yè)都離不開(kāi)天然氣，這使得英國(guó)對(duì)天然氣的依賴性頗高。在此背景下，與氫氣混合的天然氣成為一個(gè)低碳高效解決方案。

據(jù)了解，英國(guó)政府將在今年內(nèi)決定是否將高達(dá)20%的氫氣混合到天然氣分配系統(tǒng)中，旨在取代天然氣鍋爐進(jìn)而降低排放，這是該國(guó)實(shí)現(xiàn)到2050年凈零排放目標(biāo)的一部分。天然氣鍋爐排放量約占英國(guó)溫室氣體排放總量的1/5。

“所有新燃?xì)忮仩t都應(yīng)該為摻氫做好準(zhǔn)備。”圖古德直言，“最早2026年就需要使用混合天然氣，屆時(shí)并非所有家庭都能夠輕松轉(zhuǎn)換為電動(dòng)熱泵。”她強(qiáng)調(diào)，不管是可再生能源電解水制“綠氫”，還是化石燃料配合碳捕捉和封存技術(shù)所制“藍(lán)氫”，都可以混合到英國(guó)天然氣管網(wǎng)中。

摻氫調(diào)峰試點(diǎn)即將開(kāi)始

英國(guó)最大天然氣供應(yīng)商森特理克日前表示，下半年將按計(jì)劃啟動(dòng)旗下天然氣電站摻氫試點(diǎn)項(xiàng)目，這有望成為英國(guó)首個(gè)摻氫調(diào)峰項(xiàng)目。

據(jù)悉，森特理克位于林肯郡裝機(jī)49兆瓦的天然氣電站主要滿足用電高峰期或可再生能源發(fā)電量較低時(shí)的電力需求，通常每天運(yùn)行不到3小時(shí)。摻氫試點(diǎn)項(xiàng)目旨在測(cè)試在發(fā)電站中將氫氣與天然氣混合在一起的實(shí)用性，目的是降低整體碳排放強(qiáng)度。

這一摻氫試點(diǎn)項(xiàng)目實(shí)施周期為12個(gè)月，今年第三季度啟動(dòng)初期，天然氣摻氫率僅為3%，項(xiàng)目開(kāi)展后逐步提高到20%，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)100%使用氫氣。

與此同時(shí)，英國(guó)能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)的天然氣網(wǎng)絡(luò)摻氫計(jì)劃也于今年啟動(dòng)。該計(jì)劃將在2023-2024年冬季期間，在全英范圍內(nèi)供應(yīng)摻氫率20%的天然氣，旨在為英國(guó)天然氣電站使用更清潔的混合天然氣奠定基礎(chǔ)。根據(jù)英國(guó)能源網(wǎng)絡(luò)協(xié)會(huì)估計(jì)，20%摻氫率預(yù)計(jì)每年將減少大約600萬(wàn)噸二氧化碳排放量。

英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司氫氣項(xiàng)目主管安托尼·格林強(qiáng)調(diào)，為實(shí)現(xiàn)更高摻氫率，英國(guó)應(yīng)盡快啟動(dòng)能源基礎(chǔ)設(shè)施改造。

眼下，英國(guó)健康與安全執(zhí)行局正在評(píng)估家庭、商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中使用氫的安全性。

成本和安全是挑戰(zhàn)

對(duì)于摻氫天然氣是否適用于家用鍋爐，業(yè)內(nèi)的看法兩極分化。支持者認(rèn)為，與安裝電動(dòng)熱泵等其他低碳供暖系統(tǒng)相比，改用低碳?xì)涞腻仩t給環(huán)境帶來(lái)的破壞性較小。“低碳?xì)涫且粋€(gè)新生產(chǎn)業(yè)，雖然無(wú)法成為英國(guó)未來(lái)能源需求的絕對(duì)良方，但其低碳屬性仍可以在能源結(jié)構(gòu)中擁有一席之地。”圖古德強(qiáng)調(diào)。

事實(shí)上，天然氣摻氫可以改變天然氣的燃燒特性，增加燃燒值，同時(shí)還可以利用天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施，為現(xiàn)階段氫氣運(yùn)輸、氫能廣泛及規(guī)模運(yùn)用帶來(lái)更多可能性。

但是，反對(duì)者認(rèn)為，混合氣體可能會(huì)延長(zhǎng)天然氣在家庭供暖中的使用時(shí)間，而且與電動(dòng)熱泵或太陽(yáng)能等替代品相比，既不經(jīng)濟(jì)，效率也更低。根據(jù)康沃爾咨詢估計(jì)，使用氫氣進(jìn)行家庭供暖的成本可能比使用天然氣高出70%。

此外，氫很容易滲透到固體金屬中，使管道鋼開(kāi)裂，而其對(duì)塑料管道、壓縮機(jī)、閥門和其他非管道設(shè)備如倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的影響，仍需適當(dāng)評(píng)估。

美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室氫系統(tǒng)分析負(fù)責(zé)人馬克·鐘表示，將氫混合到天然氣管道中并不是新概念，但仍然存在很大知識(shí)缺口，摻氫影響需要綜合考量材料、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)營(yíng)等多方面因素，而且氫的能量密度也帶來(lái)能量傳輸?shù)奶魬?zhàn)。

截至目前，全球尚未出臺(tái)統(tǒng)一的摻氫天然氣管道輸送系統(tǒng)專用標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)天然氣氣體質(zhì)量規(guī)范中可允許的最大摻氫比例也各不相同，這給摻氫技術(shù)研發(fā)和相關(guān)試點(diǎn)示范帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。