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隨著世界逐步走向凈零目標(biāo)，管道運(yùn)輸在短中程氫能運(yùn)輸方面將“遠(yuǎn)勝于船舶”，新的Rystad能源研究認(rèn)為，目前已經(jīng)存在超過(guò)4300公里的氫氣運(yùn)輸路線，其中90%以上位于歐洲和北美洲，Rystad能源估計(jì)，全球計(jì)劃建設(shè)的管道項(xiàng)目約有91個(gè)，總長(zhǎng)約3.03萬(wàn)公里，預(yù)計(jì)到2035年左右將陸續(xù)投入運(yùn)營(yíng)。
對(duì)于氫氣的運(yùn)輸（即氫氣或其衍生物的運(yùn)輸），最終將使用氫氣管道在陸地上進(jìn)行分配，這使得通過(guò)管道運(yùn)輸氣體成為天然氣運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵運(yùn)輸模式。
氫氣管道已經(jīng)用于工業(yè)供應(yīng)（例如在石化工廠）。隨著供應(yīng)量的增加并從豐富的可再生能源區(qū)域轉(zhuǎn)移到需求中心，更長(zhǎng)的傳輸線路將成為必要的，這些管道需要更大的直徑和更高的壓力以實(shí)現(xiàn)成本效益并因此需要更高的鋼種。
全球范圍內(nèi)，歐洲正率先努力生產(chǎn)和進(jìn)口綠氫，現(xiàn)在關(guān)注建設(shè)必要的基礎(chǔ)設(shè)施并將其送到需求中心。
根據(jù)Rystad能源研究，西班牙、法國(guó)和德國(guó)等國(guó)家已經(jīng)承諾或考慮跨國(guó)管道以促進(jìn)能源流動(dòng)，而英國(guó)由于其龐大的天然氣網(wǎng)絡(luò)，正在處于轉(zhuǎn)向從天然氣到氫氣的完美位置。
國(guó)外氫能高級(jí)分析師Lein Mann Bergsmark表示：“氫氣管道項(xiàng)目穩(wěn)步增加是能源轉(zhuǎn)型正在加速的早期跡象。歐洲由于其龐大的天然氣網(wǎng)絡(luò)處于良好的位置，可以進(jìn)行這種跳躍。從天然氣到氫氣的基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)換是可行且成本效益高的，但最大的障礙不是財(cái)務(wù)，而是氫氣本身的物理特性，它與石油和天然氣大不相同?！?/span>
歐洲的氫氣管網(wǎng)將整個(gè)地區(qū)連接在一起
氫能是歐盟在2020年制定的氫氣戰(zhàn)略中列出的碳減排關(guān)鍵支柱，其部署得到了“Fit for 55”的推動(dòng)。
氫能還在歐盟的“Fit for 55”計(jì)劃中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，以逐步淘汰俄羅斯的化石燃料進(jìn)口，該計(jì)劃旨在2030年生產(chǎn)100萬(wàn)噸可再生氫，并在同一時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)口另外100萬(wàn)噸。
考慮到歐盟提出的綠氫項(xiàng)目，目前擁有的本地供應(yīng)量為7.9Mt，到2030年，啟動(dòng)時(shí)僅有2.1Mt（僅從目標(biāo)中的2.1Mt），周邊供應(yīng)量為1Mt（主要是英國(guó)和挪威），另外1Mt在中東，此外，還有3.4Mt在非洲，這些項(xiàng)目可能向歐洲提供最大量的氫氣，通過(guò)船運(yùn)或管道。為了規(guī)劃這些氫氣在歐盟內(nèi)部的分配，歐洲氫氣干線倡議是一個(gè)由31個(gè)歐洲天然氣傳輸系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商組成的團(tuán)體，已經(jīng)為未來(lái)的氫氣管道基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)布了一份愿景文件。這是基于國(guó)家分析了現(xiàn)有天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的可用性，未來(lái)天然氣市場(chǎng)的發(fā)展和未來(lái)氫氣市場(chǎng)的發(fā)展。
根據(jù)歐洲氫氣干線2030年氫氣基礎(chǔ)設(shè)施圖，目前涉及的28個(gè)歐洲國(guó)家2030年總長(zhǎng)度為28000km，到2040年則為53000km，目前到2030年目標(biāo)的83%。到2030年，將有23365km專門(mén)的氫氣管道，這占2030年目標(biāo)的83%。歐洲氫氣管道的推出將是逐漸的，傳輸或分配管道的啟動(dòng)時(shí)間將取決于需求的情況。
法國(guó)，西班牙和德國(guó)
歐洲在全球范圍內(nèi)領(lǐng)先，有計(jì)劃的在陸地和海上建造管道。最近宣布的H2Med巴塞羅那-馬賽海底氫氣管道預(yù)計(jì)成本約為21億美元，該管道的一段長(zhǎng)450km，最近宣布將延長(zhǎng)到德國(guó)。
四個(gè)網(wǎng)格運(yùn)營(yíng)商：西班牙的Enagas、葡萄牙的REN、法國(guó)的GRT和泰拉克（GRT和特雷加）目前正在進(jìn)行技術(shù)研究、可能的管道布置和成本評(píng)估。德國(guó)的首個(gè)海上氫氣管道項(xiàng)目AquaDuctus將從北海海上風(fēng)力發(fā)電裝置運(yùn)輸綠色氫氣到德國(guó)。
管道長(zhǎng)達(dá)400km，據(jù)其項(xiàng)目合作伙伴RWE說(shuō)，與高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)輸能量相比，運(yùn)輸400km以上距離的大量能量，管道是最經(jīng)濟(jì)的選擇，而不是通過(guò)在陸地上運(yùn)輸電力，因此，在陸地上運(yùn)輸電力的備選方案被排除在外。
希臘
西馬其頓管道是今年早些時(shí)候希臘開(kāi)始建設(shè)的一條新的天然氣管道，旨在高壓下安全地以100％氫氣運(yùn)輸，在將來(lái)通過(guò)強(qiáng)度高的鋼管，具有大直徑，希臘天然氣輸送系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商DESFA將運(yùn)營(yíng)這條163-km的管道，該管道是歐洲氫氣干線倡議的一部分。
正在建設(shè)的新的專用氫氣管道將用于現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)的重建。根據(jù)歐洲氫氣干線的估計(jì)，到2040年，60％的管道可以再利用，而根據(jù)目前正在實(shí)施的管道項(xiàng)目，目前只占40％。
新建管道是必要的，但在交通流動(dòng)、建設(shè)管理和環(huán)境保護(hù)方面可能面臨一系列挑戰(zhàn)，尤其是如果管道長(zhǎng)距離穿越居民區(qū)。
例如，英國(guó)Cadent公司在英國(guó)的125km HyNet北西管道可能會(huì)阻礙項(xiàng)目的發(fā)展。HyNet將生產(chǎn)、儲(chǔ)存和分配氫氣，并在西北地區(qū)捕獲和儲(chǔ)存碳。管道是英國(guó)的首個(gè)100％氫氣管道，將從斯坦洛制造工廠分配生產(chǎn)的氫氣，將氫氣分配給該地區(qū)的幾個(gè)工業(yè)氣體客戶。但是，該國(guó)氫氣管道的監(jiān)管模式還沒(méi)有商定，管道路線上的沃里克郡當(dāng)局聲稱將擾亂當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)住宅開(kāi)發(fā)。
利用管道從經(jīng)濟(jì)角度看是一種有吸引力的選擇，可以迅速追上新建管道，與建造新管道相比。歐洲有廣泛的天然氣網(wǎng)絡(luò)，這些管道利用氫氣作為天然氣下降的替代品，將為系統(tǒng)注入新的生命。經(jīng)過(guò)修改后，利用的鋼管天然氣管道可以容納100％的氫氣。然而，當(dāng)氫氣與天然氣混合時(shí)，它的百分比限制在直接或間接加熱的終端用途中，約為20％。
天然氣管道的再利用
相關(guān)研究估計(jì)利用現(xiàn)有天然氣網(wǎng)絡(luò)用于氫氣運(yùn)輸比建造新管道更加經(jīng)濟(jì)有效，兩者在運(yùn)營(yíng)開(kāi)支方面的差別不大，氫氣傳輸網(wǎng)絡(luò)基于再利用的天然氣管道和全部由新建管道構(gòu)成的氫氣傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的差別很有限。
考慮到運(yùn)輸方面的資本支出一般都比運(yùn)營(yíng)成本更重，這也可能是運(yùn)輸氫氣而不是天然氣差異有限的一個(gè)原因。
再利用天然氣管道的可行性在于克服與管道傳輸相關(guān)的技術(shù)問(wèn)題，其中包括鋼管氫脆、焊縫氫滲透和泄漏。
氫在金屬表面的解離，溶解在金屬格子里，改變金屬機(jī)械性能，使其發(fā)生氫輔助疲勞和斷裂，這一過(guò)程稱為氫腐蝕，對(duì)現(xiàn)有的鋼管天然氣管道提出了很大的挑戰(zhàn)。
氫的小分子能滲透材料，造成泄漏，因此要克服氫氣運(yùn)輸?shù)奶魬?zhàn)，可以用涂層、袖套、外殼等材料具備足夠的氫脆滲透性，但目前在傳輸管道方面的商業(yè)規(guī)模上尚未測(cè)試。
有一個(gè)使用加強(qiáng)熱塑性管(RTP)作為配送管道來(lái)運(yùn)輸氫的強(qiáng)大潛力，因?yàn)镽TP可以制成長(zhǎng)度比鋼管大得多的管道，RTP管道的安裝成本比鋼管管道要低大約20％。
在英國(guó)，62.5％的現(xiàn)有氣體配送網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)升級(jí)，PE已被插入鐵管中，大多數(shù)這些網(wǎng)絡(luò)都被認(rèn)為適合未來(lái)的氫氣使用。
由于安全考慮，鐵管道分配網(wǎng)絡(luò)中的大塊將逐漸升級(jí)，作為英國(guó)鐵氣主干線更新計(jì)劃的一部分，預(yù)計(jì)到2032年90%的遺留氣體分配網(wǎng)絡(luò)將使用聚乙烯，這意味著偶然地英國(guó)在適當(dāng)時(shí)候可以通過(guò)管道快速分配氫氣。
最近歐洲開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)歐洲的研究，加上斯圖加特大學(xué)的研究，得出結(jié)論：德國(guó)天然氣網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的鋼管道是“氫氣準(zhǔn)備好”的，它們已經(jīng)可以容納高達(dá)100％的氫氣。
他們發(fā)現(xiàn)，這些管道“與天然氣相比，在其基本適用性方面沒(méi)有任何差異”，這適用于德國(guó)和歐洲某些其他地方使用的所有鋼級(jí)。
作為研究的一部分，對(duì)德國(guó)管道中使用的鋼材進(jìn)行了全面的測(cè)量方法，與以前的研究不同，考慮到氫壓的影響等額外的變量。
然而，與管道制造商的討論表明，一些人認(rèn)為研究小組的結(jié)論過(guò)于樂(lè)觀。氫脆可能會(huì)根據(jù)鋼材的冶金和機(jī)械性能以及管道的現(xiàn)有狀態(tài)影響管道，經(jīng)過(guò)多年的服務(wù)。
因此，Rystad能源期望更大的波動(dòng)性，在現(xiàn)有管道適用性方面承載氫氣。雖然這個(gè)結(jié)論只涵蓋了管道，而不是壓縮機(jī)、閥門(mén)或其他組件，但最多的氫氣管道可以制成相對(duì)較少的努力，相比之前的認(rèn)識(shí)。
