綠氫是一種綠色、高效的可再生能源，有助于實(shí)現(xiàn)再生能源脫網(wǎng)與工業(yè)脫碳的完美結(jié)合，被視為“21世紀(jì)的終極能源”，因此輸氫管網(wǎng)也被視為“油、氣、電”之后第四大能源輸送通道。《內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”氫能發(fā)展規(guī)劃》明確，要重點(diǎn)打造“一區(qū)、六基地、一走廊”的氫能產(chǎn)業(yè)布局，其中“一區(qū)”是指以鄂爾多斯市為中心構(gòu)建鄂呼包烏氫能產(chǎn)業(yè)先行示范區(qū)，“六基地”中鄂爾多斯將打造全國(guó)最大的綠氫生產(chǎn)輸出基地和全國(guó)最大燃料電池重卡應(yīng)用基地“雙基地”。在此背景下，鄂爾多斯碳中和研究院聯(lián)合浙江大學(xué)白勇院士團(tuán)隊(duì)、內(nèi)蒙古西部天然氣公司共同立項(xiàng)了《氫能源管道系統(tǒng)工程化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究》研發(fā)項(xiàng)目，并成功申報(bào)為鄂爾多斯市2023年度科技興蒙重大科技專項(xiàng)課題。

內(nèi)蒙古自治區(qū)

“一區(qū)六基地一走廊”產(chǎn)業(yè)布局示意圖

鄂爾多斯氫能產(chǎn)業(yè)布局圖

在整個(gè)氫的產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中，安全、高效的輸送是產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分。輸運(yùn)環(huán)節(jié)是制約氫能大規(guī)模推廣應(yīng)用的瓶頸之一，而純氫管道輸送和天然氣摻氫被認(rèn)為是氫氣低成本遠(yuǎn)距離輸運(yùn)的最佳方法。然而，傳統(tǒng)的天然氣管道材質(zhì)是以鋼為主體的合金材質(zhì)，輸氫時(shí)面臨的主要挑戰(zhàn)是材料的氫脆和安全問(wèn)題，因?yàn)楣艿啦牧吓c氫氣長(zhǎng)期接觸，氫會(huì)侵入到材料內(nèi)部，導(dǎo)致金屬材料出現(xiàn)損減、裂紋擴(kuò)張速度加快和斷裂韌性下降的情況，從而產(chǎn)生氫脆、滲透和泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。因此，項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)深耕非金屬輸氫管道技術(shù)，從根本上解決金屬氫脆問(wèn)題，對(duì)行業(yè)發(fā)展具有開(kāi)創(chuàng)性意義，并在烏海市落地全國(guó)首例非金屬輸氫復(fù)合管道的示范應(yīng)用項(xiàng)目，該示范項(xiàng)目采用的管道內(nèi)外層均為耐腐蝕高密度塑料材料，增強(qiáng)層采用雙保險(xiǎn)防氫滲透層設(shè)計(jì)，可以用來(lái)輸送天然氣摻氫和純氫，壽命最高可達(dá)50年。

非金屬輸氫負(fù)荷管道材料

組成示意圖

全國(guó)首例非金屬輸氫復(fù)合管道

示范應(yīng)用項(xiàng)目

《氫能源管道系統(tǒng)工程化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究》課題項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)內(nèi)蒙古地區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，以及鄂爾多斯市作為自治區(qū)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展核心的使命任務(wù)和打造世界級(jí)新能源產(chǎn)業(yè)的目標(biāo)愿景，開(kāi)展高壓純氫與摻氫（5%—20%）長(zhǎng)輸管道輸送系統(tǒng)及其應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究，目前，項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行項(xiàng)目配建實(shí)驗(yàn)室的可研及初設(shè)，計(jì)劃年內(nèi)建成落地，將作為自治區(qū)首個(gè)以氫能源管道為主研方向的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，為長(zhǎng)輸天然氣管道摻氫/純氫輸送管道基體及焊縫氫致?lián)p傷機(jī)理研究、泄漏及爆炸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供試驗(yàn)場(chǎng)景。課題項(xiàng)目目標(biāo)是全面掌握經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及完整性管理技術(shù)，形成氫氣管道完整性管理標(biāo)準(zhǔn)體系，指導(dǎo)內(nèi)蒙古未來(lái)氫氣管道大規(guī)模建設(shè)，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)的碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)以及環(huán)境保護(hù)有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。