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近年來，我國可再生能源得到了長足發(fā)展?，F(xiàn)階段來看，以風(fēng)光發(fā)電為代表的可再生新能源依然存在波動(dòng)性大、棄風(fēng)棄光現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，電解水制氫將是最有效的電能存儲方案之一。此外，對于我國風(fēng)光資源多分布于西部偏遠(yuǎn)地區(qū)、用能則集中于東部發(fā)達(dá)地區(qū)的實(shí)際國情，僅靠特高壓輸電并不現(xiàn)實(shí)。

風(fēng)光發(fā)電制備“綠氫”，并利用已有“西氣東輸”天然氣管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)天然氣摻氫輸送，將能夠節(jié)約大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用，大大提升輸氫經(jīng)濟(jì)效益。

由于本身不含碳，氫氣作為一種潛力巨大的清潔能源載體具有獨(dú)特優(yōu)勢，“氫進(jìn)萬家”將是我國能源結(jié)構(gòu)由高碳到低碳轉(zhuǎn)型并最終實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的重要選擇，甚至是實(shí)現(xiàn)碳中和的終極方案。目前，我國氫能產(chǎn)業(yè)正步入發(fā)展快車道，城鎮(zhèn)地區(qū)用氫需求將不斷提升，如何實(shí)現(xiàn)氫能的規(guī)?；?、經(jīng)濟(jì)性和安全輸運(yùn)及終端用戶設(shè)備的無感換氣，是現(xiàn)階段亟需解決的制約“氫進(jìn)萬家”的關(guān)鍵問題。

用戶為上

摻氫天然氣隨已有管網(wǎng)輸送到用戶燃燒利用，是低成本、大規(guī)模利用氫能的有效方式之一。氫氣質(zhì)量熱值雖高，但由于密度低，體積熱值僅為甲烷的1/3，摻氫將導(dǎo)致基于體積計(jì)量的能量密度下降，影響終端用戶負(fù)荷特性。另一方面，無論是熱擴(kuò)散系數(shù)還是質(zhì)量擴(kuò)散系數(shù)，氫氣都遠(yuǎn)超甲烷，導(dǎo)致氫氣燃燒更容易發(fā)生回火。此外，與甲烷相比，氫氣更易燃燒，且燃燒（爆炸）范圍極廣。因此，打通“氫進(jìn)萬家”最后一公里的關(guān)鍵，在于適用于摻氫天然氣的高性能家用燃?xì)饩哐邪l(fā)與應(yīng)用推廣。

計(jì)量為基

摻氫會降低天然氣的體積能量密度，準(zhǔn)確計(jì)量摻氫天然氣攜能量，關(guān)系著終端用戶切身利益。相關(guān)方向的研究既包括氫流量計(jì)量體系和規(guī)?；臍淞髁坑?jì)量產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與完善，同時(shí)也包括摻氫天然氣系統(tǒng)中摻氫比例的在線檢測與隨動(dòng)控制，后者同樣關(guān)系著摻氫天然氣輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。

示范先行

2019年，國家電投集團(tuán)率先在遼寧朝陽建設(shè)了國內(nèi)首個(gè)電解制氫摻入天然氣應(yīng)用示范，摻氫比例目前已達(dá)到10%，并對管道材料相容性、摻混工藝、安全保障技術(shù)、家用燃具適應(yīng)性等進(jìn)行了研究。2020年，河北省在張家口市啟動(dòng)天然氣摻氫示范項(xiàng)目，在“應(yīng)張管線”末站開展摻混應(yīng)用示范。2021年內(nèi)蒙古自治區(qū)在烏海市建設(shè)純氫/摻氫試驗(yàn)平臺，圍繞純氫與摻氫燃?xì)夤艿垒斔蛻?yīng)用開展關(guān)鍵技術(shù)研究。國家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司也在積極探索“陜京一線”摻氫輸送的可行性，為首都及其周邊地區(qū)“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)?？萍疾坑?021年在山東啟動(dòng)了“氫進(jìn)萬家”科技示范工程，并在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中啟動(dòng)一系列重點(diǎn)項(xiàng)目，圍繞氫能綠色制取與規(guī)模轉(zhuǎn)存體系、氫能安全存儲與快速輸配體系、氫能便捷改質(zhì)與高效動(dòng)力系統(tǒng)及“氫進(jìn)萬家”綜合示范等開展聯(lián)合攻關(guān)，力爭貫通基礎(chǔ)前瞻、共性關(guān)鍵、工程應(yīng)用和評估規(guī)范環(huán)節(jié)。

“氫進(jìn)萬家”涉及國家氫能輸配體系發(fā)展規(guī)劃及氫源供應(yīng)—管道材料—管輸工藝—系統(tǒng)安全—終端應(yīng)用等全鏈條的協(xié)調(diào)發(fā)展。深入技術(shù)攻關(guān)、建立我國摻氫天然氣標(biāo)準(zhǔn)體系、系統(tǒng)開展摻氫輸送與應(yīng)用示范，將更好推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的綠色轉(zhuǎn)型，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

原標(biāo)題：“氫進(jìn)萬家”正從藍(lán)圖走向現(xiàn)實(shí)