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天然气掺氢20年试验,全球3大权威报告给出了5点结论

2020-06-08 09:53
香橙会
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表6. HCNG中氢气的比例(%,年均比例)

资料来源:IGRC 2011报告

介于本次示范项目意义较大,且官方披露了较为详细的示范运营方法,在此我们对本次运营的方法进行简述:

首先、该项目选择了一个好的地点:埃姆兰岛。埃姆兰岛有几个比较独特的优势:1、公寓位于城镇的外围,能够控制燃气网络的隔离,并为氢供应和混合提供空间。2、是一个著名的旅游景点。每年约有50万来自世界各地的游客,有非常好的社会效益。

第二、该项目构建了一个防止事故的安全体系。1、此地的天然气调压站、低压装置、爆炸安全、分区、通风、防雷和防火等标准得到检查。2、氢气天然气搅拌机的安装、煤气栅和家用煤气的安装都经过广泛的维修和检查。3、这些公寓配备了安全传感器,用于检测煤气泄漏和一氧化碳。4、对雇员、居民和当地消防队进行了有关氢气特性和控制的培训。

第三、具备及时切断氢气供应的能力。一旦出现电力故障或氢气供应故障,氢气注入就会停止,而天然气注入则会继续进行。

第四、从简单到复杂的掺氢过程。2007年12月到2018年12月,HCNG中的氢气来自于氢气瓶。2008年12月之后氢供应从氢瓶转换到现场电解生产。氢气发电所需的电力来自附近的“知识与创新中心”新大楼的太阳能电池板。

第五、除了测试网络,还增加了参考网络。这些类似的网格只是为了这个项目而建造的。网格是由同一批零件组成的。网格包含用于测试的干线、接头、服务省长和煤气表的不同材料。所选组件通常用于荷兰的燃气管道。

第六、参与测试的烹饪器是全新的并且具提前进行了测试。在此之前,所有的燃气器具都通过测试含30%氢气的气体来进行安全测试。这10%的安全余量用于克服搅拌器的动态特性(超调)。新的烹饪器具和锅炉被安装,因为现有的器具的寿命几乎到了尽头。

第七、调研最终用户的意见并积极推广。问卷定期在“Noorderlicht”小区居民中发放。国家地理频道的“绿色梦想区”电视节目让小学生和高中生了解了氢经济的重要性。此步骤保证了群众基础。

该项目的最终结果显示,四年之后:测试段的被检测管道材料的最重要的性能在暴露于富氢天然气没有显示出任何影响;没有严重的泄露和渗透高的情况出现,也没有因此导致任何安全问题;没有发现与氢有关的管道材料缺陷。除了管材本身,接头和配件,如如橡胶软管、调控器、煤气表都没有表现出不良影响。

在锅炉器具的点火、回火、泄露、火焰稳定性试验同样全部通过标准测试。

锅炉控制单元的存储器被读出。没有氢相关的故障记录。目视检查包括燃烧器、点火装置、火焰电离检测器、热交换器、气阀、冷凝水排放、配件和密封件,没有发现与氢有关的缺陷或污染。

总结

美国国家可再生实验室对天然气掺氢在管道中的研究进行了总结,概述了不同压力、不同氢气含量对应不同管材的影响。这对实际中控制HCNG的应用风险以及后续HCNG研究思路都起到了重要的指导作用。终端端方面,荷兰Nes小镇项目在四年时间中没有出现任何因为氢加入到天然气管道后引起的异常。该项目所在地Nes也是一个旅游胜地,此项目也得到了广泛社会传播。

从国际领先的动态来看,目前所缺乏的是HCNG在工业中的应用研究,以及接近商业推广的摸索。

由于HCNG具备投资成本低,接触终端客户多,经济效益产生快,并且可以允许一定范围的氢含量波动的特点,其示技术方面的问题解决后,相信商业化推广会相对容易。其很有可能成为较早产生商业价值的氢能领域。

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