随着氢能作为新一代的环保能源正在被更多领域应用,大规模集中制氢和氢长距离运输成为了趋势,由于长距离气体管道一般采用的钢铁材料面临着建设成本高、氢脆等一系列问题,而柔性复合管道不仅可以克服高强度金属管道易发生腐蚀的问题,还具有施工方便、维护费用低、使用寿命长等特点,柔性复合管(FCP)作为一种长途高压输送氢气管道,也越来越受到关注,可为我国今后实现大规模、低成本的远距离纯氢运输提供有力支撑。
柔性复合管究竟可以解决哪些氢气管道建设中的哪些难题,潜在的市场机会有多大,目前我国在该领域进展如何?
1、“氢”需求=低碳环保这一概念有望推动输氢管道快速发展
“氢”的运输被认为是氢能规模化推广的“痛点”。之前“氢”运输一般采用压力罐装、金属管道基本为中石化、中石油投资建设运营,用于炼化企业内部氢资源供应,距离偏短。现在随着氢气价值的提升,一方面,炼化企业逐渐将自己大量富余氢气进行外供;另一方面,大型风光制氢项目普遍存在“生产、需求两地不同”的供氢现状,由此长距离输氢管道的项目建设需求“陡然”上升。


目前纯输氢管道主要采用的是钢材质。碳钢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。所以需要采用昂贵的合金钢,增加了造价。并且钢管没有柔性,不能制造成连续很长方便运输和铺设的盘管,还需要防腐涂层,因此铺设费工、费时、费钱。
因此,管材研究是现在输氢管道发展的关键领域之一。柔性复合管作为一种替代现有管线钢管的复合管道,在国际上备受瞩目。


柔性复合管由多层组成,这种管材克服了钢管和纯塑料管的缺点,能承受较高的工作压力,并保持了塑料管道的柔韧性。按照种类,可分为增强热塑性塑料管(RTP)和热塑性复合管(TCP)。
相较于其他金属管或塑料管,柔性复合管具有诸多优势。
此外,FCP管还具有节能环保、严密性好、耐腐蚀、施工方便等优点,采用柔性复合管的输氢管道可大幅降低管道铺设和焊接的费用且不需要焊接区域重新涂层。柔性复合管的安装成本比钢管道便宜20%左右。
2、输氢柔性复合管具有巨大的市场空间
日益增长的氢气需求给氢气运输与分配产业带来了新的机会。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,我国氢气管道目前为止总共加一起才400多公里,在用的仅100多公里,未来肯定是要达到上万公里的水平。
要解决我国氢能资源市场错配问题,未来中长距离的储运需求非常大,需要用纯氢或者掺氢管道解决制氢和用氢最后一公里的问题。此外,海洋是地球上最大的氢矿,向大海要能源是未来氢能发展的重要方向。

海上长途高压管道输氢不可能采用难以制造成连续长管且易腐蚀的钢管,传统金属柔性管也存在质量大、易腐蚀失效等问题,柔性复合管在抗疲劳、耐腐蚀、质量轻等方面具有显著优势,被视为金属海洋管线的绝佳替代品。
从国家规划管道数据来看,2025年前后能达到9条纯氢管道约750公里。相关数据预测,我国2030年长输氢管道总长度将达到3000公里。管道输氢作为氢能产业发展过程中的必然举措,百亿市场空间正在打开。如果柔性复合管能得到广泛应用将拥有巨大的市场空间。
3、我国已有多家企业在该领域布局
目前,国家管网集团、中国联塑集团、东宏集团、宝鸡天联汇通、联冠兆星、欧佩亚、东海实验室等企业和科研单位均在用于输氢的柔性复合管材领域进行了布局。
总体来看,我国对于柔性复合管在氢气输送方面的应用仍处于试验阶段。柔性复合管输氢的标准规范,柔性复合管输氢检测技术标准、完整性管理标准和输氢应用标准体系等仍需进一步加强规范建设。此外,柔性复合管仍存在一系列技术问题亟待解决。
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