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鄂尔多斯市“世界级新能源产业”发展探索实例:氢能源管道系统工程化应用关键技术研究
2024-10-23

绿氢是一种绿色、高效的可再生能源,有助于实现再生能源脱网与工业脱碳的完美结合,被视为“21世纪的终极能源”,因此输氢管网也被视为“油、气、电”之后第四大能源输送通道。《内蒙古自治区“十四五”氢能发展规划》明确,要重点打造“一区、六基地、一走廊”的氢能产业布局,其中“一区”是指以鄂尔多斯市为中心构建鄂呼包乌氢能产业先行示范区,“六基地”中鄂尔多斯将打造全国最大的绿氢生产输出基地和全国最大燃料电池重卡应用基地“双基地”。在此背景下,鄂尔多斯碳中和研究院联合浙江大学白勇院士团队、内蒙古西部天然气公司共同立项了《氢能源管道系统工程化应用关键技术研究》研发项目,并成功申报为鄂尔多斯市2023年度科技兴蒙重大科技专项课题

在整个氢的产业链当中,安全、高效的输送是产业链的重要组成部分。输运环节是制约氢能大规模推广应用的瓶颈之一,而纯氢管道输送和天然气掺氢被认为是氢气低成本远距离输运的最佳方法。然而,传统的天然气管道材质是以钢为主体的合金材质,输氢时面临的主要挑战是材料的氢脆和安全问题,因为管道材料与氢气长期接触,氢会侵入到材料内部,导致金属材料出现损减、裂纹扩张速度加快和断裂韧性下降的情况,从而产生氢脆、渗透和泄漏等风险。因此,项目研发团队深耕非金属输氢管道技术,从根本上解决金属氢脆问题,对行业发展具有开创性意义,并在乌海市落地全国首例非金属输氢复合管道的示范应用项目,该示范项目采用的管道内外层均为耐腐蚀高密度塑料材料,增强层采用双保险防氢渗透层设计,可以用来输送天然气掺氢和纯氢,寿命最高可达50年。

《氢能源管道系统工程化应用关键技术研究》课题项目研发团队针对内蒙古地区氢能产业发展需求,以及鄂尔多斯市作为自治区氢能产业发展核心的使命任务和打造世界级新能源产业的目标愿景,开展高压纯氢与掺氢(5%20%)长输管道输送系统及其应用关键技术研究,目前,项目研发团队正在进行项目配建实验室的可研及初设,计划年内建成落地,将作为自治区首个以氢能源管道为主研方向的专业实验室,为长输天然气管道掺氢/纯氢输送管道基体及焊缝氢致损伤机理研究、泄漏及爆炸风险评估提供试验场景。课题项目目标是全面掌握经过实践检验的设计、建设、运行及完整性管理技术,形成氢气管道完整性管理标准体系,指导内蒙古未来氢气管道大规模建设,对实现我国的碳达峰、碳中和战略目标以及环境保护有十分重要的现实意义和显著的社会经济效益。