输氢管道未来市场前景广阔 复合材料能否异军突起？

随着中国经济的快速发展，能源需求不断增加，传统的化石燃料已经无法满足这种需求。因此，新能源成为了未来中国发展的重要方向之一。在众多的新能源中，氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源，备受关注。

我国目前制氢60%采用煤制氢，16%采用天然气（这两都属于灰氢），所以之前都是炼油化工企业在当地就地建设制氢装置，不需要长输只需要厂区内接管线1000米左右。没有太多的长输管道，国内之前建的此种管道基本都是几十公里的水平。

为实现碳达峰目标，迫切需要将碳排放降低下来。那制备绿氢成了首选。绿氢指的就是利用可再生能源制备氢。而我国可再生源尤其光伏和风电，集中在中国西部。而用氢量大的区域在黄渤海经济区，这么长的距离如何运输成为问题关键。目前，我国长距离氢气运输的主流方式仍是长管拖车，但这种方式成本较高、效率较低，也是造成终端用氢成本高的主要原因之一，制约了产业链发展。大规模集中制氢和氢能长距离运输是未来趋势，长管道输送作为一种经济可行的运输方式，将在加快氢能资源调配和市场覆盖，促进氢能在能源结构优化调整中发挥重要作用。

国内现有管道运输氢气目前有两种模式：一种是天然气里掺氢进行输送，掺氢比例目前可以达到24%；还有一种就是投资建设长距离纯输氢管道。例如我国首条“西氢东送”输氢管道示范工程，已被纳入《石油天然气“全国一张网”建设实施方案》。该管道就是规划起点从内蒙古自治区乌兰察布市，终点位于北京市燕山石化（替换原有的煤制氢），全长400多公里。

目前纯输氢管道主要采用的是钢材质。而输氢主要面临几个重要问题需重点攻克，包括材料、密封、检测维护等多种问题的解决。比如氢气易造成材料“氢脆”。尤其金属材料在高压氢环境中服役时，氢分子能够分解成氢原子渗透入金属材料内部，造成材料性能劣化（即氢脆），易导致管道氢脆开裂。而且强度越高的钢材管道，氢脆敏感性也就越高。而长距离输氢管道对强度要求也高，所以这也是个矛盾。现有强度较低的输氢管道有X42、X52等级别的钢材。因此，管材研究是现在输氢管道发展的关键领域之一，目前仍在初步阶段，有着极大的发展空间。而复合材料输氢管在国际上作为新提出的一种复合管道，备受瞩目。

复合材料管道由多层不同的材料组成--通常是以热塑性聚合物为主要结构层，配以纤维或微粒填料等加固材料，以增加强度和硬度。一些类型的管道在生命周期内的排放量比典型的钢制管道少近三分之一。根据不同的应用，复合材料管线可以更安全，更便宜。此外，复合材料管具有连续结构，可以生产更长的管段，从而减少接头和焊接。相比之下，由于制造工艺的限制，金属管通常是以较短的管段制造。这意味着需要更多的接头和焊缝来将各部分连接在一起，这可能会增加泄漏或其他问题的风险。从整体上来看，复合材料管道优势明显。

国内，针对纯输氢复合材料管道的研究与应用已经开始。上述提到的首条“西氢东送”输氢管道示范工程管道，采用的就是先进的复合材料作为管道材料，此种材料轻质、高强度、耐腐蚀，可有效地延长管道使用寿命。而今年6月，位于哈密9.45兆帕全尺寸非金属管道纯氢爆破试验成功实施。而其试验管材采用的是高阻隔柔性复合管、塑料合金复合管、小口径热塑性复合管三种非金属管道及低钢级金属管道。

从输氢未来市场前景来看，我国输氢管道未来市场广阔，需求量非常大。从目前现有情况来看，我国氢气管道是远低于发达国家水平，全世界现在5000多公里，美国占2700公里，欧洲1770公里，国家现在为止加一起才400多公里，未来肯定是要上万公里的水平。从国家规划管道数据来看，2025年前后能达到1000多公里，9条纯氢管道，750公里，5条掺氢管道545公里。按照输氢管道百公里投资比例拆分来看，管材是比较大的，占30%（占比最大）；输送费占25%；临时征地水土保护占16%。由此可见，输氢管道市场不管从发展前景还是从投资占比来说，都是非常有市场且重要的部件。复合材料在输氢管道上有望进一步拓展其市场应用。

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