英国推动天然气掺氢进程

  尽管氢气与天然气混合燃烧发电的经济性和环保性有待进一步评估，但英国整体对低碳混合气前景持乐观态度。

  自去年上半年英国作出“2023年将特殊的比例氢气混合到天然气网络”的决定以来，该国掺氢热情日益高涨，本土首个天然气电站掺氢调峰试点项目将按计划于下半年启动。尽管氢气与天然气混合燃烧发电的经济性和环保性有待进一步评估，但英国整体对低碳混合气前景持乐观态度。

  “政府应该尽快对天然气掺氢率做出批复，越快确定掺氢率，才能更快刺激掺氢技术和相关试点项目商业落地。”英国政府低碳天然气顾问、英国专用化学品公司庄信万丰催化剂技术首席执行官简·图古德日前公开表示。图古德指出，氢能是帮助英国实现净零排放目标的关键解决方案之一，随着能源安全、气候平均状态随时间的变化等问题日渐尖锐，全球对氢ECO需求正迅速跨越工业、运输和电力部门。“水泥、钢铁、玻璃等能源密集型行业很适合转用氢气，而且氢气还可以为商用飞机、船舶、重型货车和救护车等大型车辆提供动力，这些车辆没办法承受漫长的充电时间。”

  值得一提的是，图古德去年7月被英国商业、能源和工业战略部任命为英国首个“氢能冠军”，这一角色相当于政府独立专家顾问，职责是与行业利益相关者和投资者接触，以确定氢项目投资障碍和利好影响，并就如何加速氢经济转型向英政府建言献策。

  英国商业和能源部长夸西·夸滕表示：“图古德的工作是确保氢能行业和政府部署协调一致，从而加快氢生产，将其作为一种清洁能源，提高本土能源安全并创造就业机会。”

  《卫报》指出，英国83%的家庭和20多万家企业不能离开天然气，这使得英国对天然气的依赖性颇高。在此背景下，与氢气混合的天然气成为一个低碳高效解决方案。

  据了解，英国政府将在今年内决定是不是将高达20%的氢气混合到天然气分配系统中，旨在取代天然气锅炉进而降低排放，这是该国实现到2050年净零排放目标的一部分。天然气锅炉排放量约占英国温室气体排放总量的1/5。

  “所有新燃气锅炉都应该为掺氢准备好。”图古德直言，“最早2026年就需要用混合天然气，届时并非所有家庭都能够轻松转换为电动热泵。”她强调，不管是可再次生产的能源电解水制“绿氢”，还是化石燃料配合碳捕捉和封存技术所制“蓝氢”，都可以混合到英国天然气管网中。

  英国最大天然气供应商森特理克日前表示，下半年将按计划启动旗下天然气电站掺氢试点项目，这有望成为英国首个掺氢调峰项目。

  据悉，森特理克位于林肯郡装机49兆瓦的天然气电站主要满足用电高峰期或可再次生产的能源发电量较低时的电力需求，通常每天运行不到3小时。掺氢试点项目旨在测试在发电站中将氢气与天然气混合在一起的实用性，目的是降低整体碳排放强度。

  这一掺氢试点项目实施周期为12个月，今年第三季度启动初期，天然气掺氢率仅为3%，项目开展后慢慢地提高到20%，最终目标是实现100%使用氢气。

  与此同时，英国能源网络协会的天然气网络掺氢计划也于今年启动。该计划将在2023-2024年冬季期间，在全英范围内供应掺氢率20%的天然气，旨在为英国天然气电站使用更清洁的混合天然气奠定基础。根据英国能源网络协会估计，20%掺氢率预计每年将减少大约600万吨二氧化碳排放量。

  英国国家电网公司氢气项目主管安托尼·格林强调，为实现更高掺氢率，英国应尽快启动能源基础设施改造。

  眼下，英国健康与安全执行局正在评估家庭、商业和工业环境中使用氢的安全性。

  对于掺氢天然气是否适用于家用锅炉，业内的看法两极分化。支持者认为，与安装电动热泵等其他低碳供暖系统相比，改用低碳氢的锅炉给环境带来的破坏性较小。“低碳氢是一个新生产业，虽然无法成为英国未来能源需求的绝对良方，但其低碳属性仍可以在能源结构中拥有一席之地。”图古德强调。

  事实上，天然气掺氢能改变天然气的燃烧特性，增加燃烧值，同时还可通过天然气管道等基础设施，为现阶段氢气运输、氢能广泛及规模运用带来更多可能性。

  但是，反对者认为，混合气体可能会延长天然气在家庭供暖中的使用时间，而且与电动热泵或太阳能等替代品相比，既不经济，效率也更低。根据康沃尔咨询估计，使用氢气进行家庭供暖的成本可能比使用天然气高出70%。

  此外，氢很容易渗透到固体金属中，使管道钢开裂，而其对塑料管道、压缩机、阀门和其他非管道设备如仓储设施的影响，仍需适当评估。

  美国能源部国家可再次生产的能源实验室氢系统分析负责人马克·钟表示，将氢混合到天然气管道中并不是新概念，但任旧存在很大知识缺口，掺氢影响需要综合考量材料、经济和运营等多方面因素，而且氢的单位体积内的包含的能量也带来能量传输的挑战。

  截至目前，全球尚未出台统一的掺氢天然气管道输送系统专用标准，各国天然气气体质量规范中可允许的最大掺氢比例也各不相同，这给掺氢研发技术和相关试点示范带来一定挑战。

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