俄羅斯要將氫氣變成下一時代的天然氣

日漸擁擠的氫能賽道上，又迎來了一個重量級國家：俄羅斯。

7月23日，俄羅斯聯邦能源部公佈了本國第一份氫能戰略發展路線圖，計劃2024年前在俄羅斯境內建立一個全面涉及上下游的氫能產業鏈。

這個傳統油氣資源出口大國制定的氫能路線圖，不同於以環保和零碳排放為先導的歐盟氫能戰略，也不同於以氫能應用技術見長的中國或日本。

俄羅斯計劃的氫能產業上下游，將完全由傳統能源企業主導，氫氣的最終應用也選擇了與天然氣一樣的模式：出口。

俄能源部已為氫能路線圖選擇了三家試點企業，它們分別是俄羅斯天然氣工業公司(Gazprom，下稱俄氣)、俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)以及第二大天然氣企業諾瓦泰克公司(Novatek)。目前，俄氣和國家原子能公司拿下了所有氫能試點專案。

俄羅斯現存的三大制氫基地皆位於邊境地區，以便於出口。圖源：EnergyNet

俄羅斯的氫能計劃，完全拋棄了綠氫概念。綠氫依靠可再生能源水解制備，全產業鏈實現零碳排放。

俄氣要進行的試點專案，負責用天然氣裂解制備藍氫以及天然氣高溫催化裂解制備青氫。國家原子能公司則負責所謂的黃氫專案，即利用核電水解制備氫氣。該公司預計到2050年，黃氫的年產能可達5000萬噸。

利用核能制氫，是業內認為的有效制氫途徑之一。中國也在做相關研究。中核集團與清華大學、寶武集團等單位，已聯合開展了核能制氫與氫能冶金結合的前期合作。

此外，俄羅斯氫能路線圖中提出的氫能應用場景極其單一。

由於俄羅斯缺乏燃料電池技術，氫燃氣輪機技術也嚴重依賴德國西門子，莫斯科方面最看重的應用是：將氫氣變成下一個時代的天然氣，通過出口以確保該國在全球能源市場的地位。

這其中的關鍵是俄羅斯規模龐大、遍佈歐亞大陸的天然氣管道。

俄氣斬獲的一個重要氫能試點專案，便是研究如何在現有天然氣管網中摻氫，以向歐洲大陸輸送含有最高20%氫氣比例的混合氣。

由於氫氣的氣體分子體積極小，氫氣的滲透係數遠高於以甲烷為主的天然氣，能輕易滲透現有天然氣管道的閥門以及其它密封件。天然氣管網的鋼鐵材料在長期接觸高濃度氫氣時，將發生氫脆，即造成鋼內部形成細小裂紋。若氫含量超過30%，還將產生嚴重的腐蝕性問題。

因此，20%的氫氣比例，被視為在現有天然氣管道輸送混合器的最高比例。

事實上，目前僅有英國基爾大學牽頭的零星專案能夠達到20%的氫氣混合比例。此前知名度最高的荷蘭阿默蘭島富氫天然氣輸送專案，最終建議的摻氫比例保守地定為了12%。

但俄氣的野心遠不止20%的摻氫比例。支撐俄氣這一計劃的，是一年以來引發國際衝突的“北溪2號”天然氣管道。

這條直接連線俄羅斯和德國的天然氣管道造價高達95億歐元，年輸送能力達到550億方。在不計較額外成本且保證100%利用率的條件下，該管道也需要至少十年才能收回成本。

在歐盟和德國連續推出氫能戰略，以及力求2050年前達到能源碳中和的大背景下，俄氣早已對“北溪2號”管道進行了摻氫規劃。

2018年8月，在挪威斯塔萬格舉行的ONS能源大會上，俄氣出口業務總裁ElenaBurmistrova聲稱：“只需要一些小小的改進，‘北溪2號’輸送的氫氣比例可以提升至70%”。

在接受俄羅斯衛星通訊社採訪時，“北溪2號”的德方運營商、能源巨頭Uniper的執行長AndreasSchierenbeck，以及歐洲天然氣工業聯盟秘書長JamesWatson更是預計，摻氫比例可以進一步提升至80%。

為此，德國、俄羅斯雙方都在進行利用氨氣作為儲氫介質和管道氣的研究。因氮氫合成、終端分離的技術成熟，以及完全不含碳的特點，氨氣被廣泛視為繼氫氣之後的下一個能源新星。

除了天然氣管網摻氫外，改造現有天然氣管道以建立氫氣管網的規劃，也愈發清晰。

7月17日，來自九個歐盟國家的11家管網企業結成聯盟，向歐盟委員會提出了一項名為“歐洲氫能主幹網路”的倡議。

該倡議計劃，2030年前建成總長達6800公里的泛歐氫氣管網，2040年前延長至2.3萬公里。其中，約75%的管道將利用現有天然氣管道改造而成，專用氫能管道僅佔不超過四分之一。

該聯盟預計，屆時輸氫成本將降低至9-17歐分/噸公里，約相當於氫氣製備成本的2%，並能滿足歐洲每年1130TWh的能源需求。

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