氢能时代，管道技术和设备成为能源运输的关键

Tube全球管材管道展览会 2024-01-04

目前，全球政要和经济学家都在致力于氢能的推广使用，并积极找寻解决方案。大范围使用氢能，不仅要确保氢气的顺利生产及良好存储，还要确保氢气能从生产地点顺利运输至使用地点。氢气存储和输送线路需要高额的投资，这让已经具备相关技术和材料的管道行业备受瞩目。管道行业蕴藏着巨大的潜力……

欧洲计划在2050年实现碳中和，氢气将在多个方面对实现气候中立起到关键作用。作为一种储能介质，它可以弥补使用可再生能源时能源生产和消耗之间的波动。此外，使用绿色氢气可以帮助一些行业实现碳中和，比如钢铁生产。建立管道和技术设备等基础设施成为能源输送的关键。

安全输送氢气将在可再生能源战略中发挥核心作用，而管道行业已经为此做好了准备，德国曼内斯曼公司（Mannesmann）已经在供应适用于输送和储存的钢管。用于氢气输送的材料（比如管道中）的内壁经过处理，无表面沉积物，通过降低磷和硫含量，减少氢气对管道内壁的腐蚀。相比欧洲工业气体协会（EIGA）标准，“我们进一步降低了碳当量确保管道材料的优良焊接性能。”曼内斯曼强调，这可以延长管道的使用寿命。

管道行业已为氢能市场做好准备

德国本特勒钢管（Benteler Steel/Tube）与钢铁流通领域的伙伴合作，实现了Benteler Hyresist产品系列的供应，包括符合欧洲工业气体协会（EIGA）输送管道要求的无缝热轧管材。标准要求：管道钢应符合氢气使用标准，具有承压性和均匀结构。本特勒的产品尺寸范围为21.3至141.3毫米，符合当前氢气管道的规格要求。“此外，优化后的机械性能值和高纯度钢材，可预防氢致脆化。”该公司补充道。

德国布廷恩公司（Butting）也已准备好进入氢气管道市场。该公司表示，与传统的发泡绝热管相比，真空绝热传输管道可节省时间和资源。如要经济高效地传输液化天然气和液态氢（LNG），则需要提供比其他低温液体更大尺寸的管道系统。因此，可以选择较小直径的管道，减少材料投入。除标准管道外，该公司的经营范围还包括集装箱运输系统（氦气和氢气）、汽车工业的氢气系统以及航空航天工业的加注系统（氢气和氧气）。

多个海外氢能项目开始实施

着眼未来至关重要，因此，在沃尔夫斯堡，两座最先进的燃气电厂将保障大众汽车厂和沃尔夫斯堡市的能源供应。曼内斯曼的H2ready®管材已被用于输送线路的建设，以确保将来也能用于氢气输送，曼内斯曼解释道。该线路由近1900根管道组成，单根长度达18米，采用L360NE材质，核心区直径为406.4毫米。该管道线路与现有管道平行，全长九公里无需挖沟铺设。为此，管道还额外增加了玻璃纤维增强塑料保护层（GRP）。

从布伦斯比特尔的液化天然气终端到海特林根，德国Salzgitter AG的子公司Mannesmann Grossrohr GmbH（MGR）为德国天然气运营商Gasunie Deutschland提供了直径为DN 800的管道，总长度约54公里。MGR表示：“这3200根管道有着特别的设计，将来也可以输送氢气。”

曼内斯曼为能源网络运营商Ewe Netz建设的一个项目也备受关注，即使用H2ready管道连接威廉港液化天然气终端。曼内斯曼为德国西北部的液化天然气设施扩建供应了约1.6万吨H2ready管道（总计约4100根直径DN 600、长度12-18米的管道）。

氢冶金——环保产钢方式

生产氢气输送的管道，需要达到氢运输标准的钢材，蒂森克虏伯（Thyssenkrupp）是这类材料的供应商。该集团除了能提供适用于气态氢和氢气混合物输送的低合金钢X42和X52外，还研发出了强度范围高达X70的概念材料。“这些钢材经过了优化处理，以满足氢气运输纵向管和螺旋管的标准要求，碳、磷和硫含量都严格控制。”蒂森克虏伯解释道。

氢冶金是更为环保的钢铁冶炼方式，蒂森克虏伯钢铁公司对此大力投资，以减少其钢铁生产过程中的碳排放，改善钢管圈的生态平衡。该集团委托德国SMS负责其杜伊斯堡工厂的氢冶金工程设计、供应和建设，包括氢气直接还原设备、两套冶炼设备及附属设备。这是全球最大的工业减碳项目之一，仅SMS的订单额就超过18亿欧元，预计于2026年底投入运营。

钢铁生产0碳排放或成现实

德国钢铁生产商Salzgitter联合商业和研究合作伙伴，希望通过SALCOS®技术（Salzgitter低碳钢铁制造），来推动几乎无碳排放的钢铁生产。该项目的核心是利用可再生能源生产的电力，及其在电解制氢中的应用。“这种绿色氢能将取代我们目前在传统冶炼生产中使用的煤炭。”该集团解释说。这是通过一种所谓的直接还原设备实现的，在这种设备中，铁矿石通过氢气直接在固态还原成铁，这种技术排放的是水蒸气，而不是二氧化碳。

绿色能源之路还很长：例如，德国对于氢经济的快速发展尚未做好充足的准备。该结论源于能源集团E.ON基于科隆大学能源经济研究所的数据制作的氢能分析表。“展望2030年，德国国内的绿色氢气产能不足，进口需求也无法得到满足。” 同时也存在基础设施不足的问题，因此，管道行业在这方面备受期待，并针对这些问题做好了实操准备。

本文内容来源Tube全球管材管道展览会，责任编辑：胡静，审核人：李峥