输氢管道市场，不仅国央企在布局。
输氢管道在短、中、长不同距离下可以做到相对较低的输氢成本，可有效提高氢气储运效率及经济性。参考油气管道市场，输氢管道市场空间有潜力达到百亿至千亿级别。但目前国内输氢管道的建设仍处于探索阶段，产业链还未成熟，在产品需求、技术类型及方向、企业市场格局等方面尚较为模糊。
能景研究结合国内输氢管道项目、参与企业等，对输氢管道类型、产业链进行了简单梳理，以供行业参考。
01输氢管道有多种应用场景，对装备种类、技术参数等方面存有不同需求
按使用场景来分，输氢管道可分为管网侧管道与用户侧管道2大类。
管网侧管道负责不同地区氢气资源调配，主要为跨城市乃至跨省市的中长距离输氢管道，典型如中石化“西氢东送”项目等。
用户侧管道负责从储氢站到用户的氢气分配，主要为城市或工业园区内的短距离输氢管道，典型如浙能集团“城燃-氢能制储掺输分用一体化示范项目”等，国电投“天然气掺氢入户”项目等。
管网侧管道通常考虑保障较高运力。因此管网侧管道一般管径较大、输氢压力较高，管径可达0.3~1.0m，输氢压力方面国内建成的项目已达到4MPa左右，欧美等国已达到6MPa以上。
除管道部分外，一条管网侧中长距离输氢管道还包括首站、压气站、分输站等站场，核心装备有压缩机、天然气-氢气掺混设备、各类阀件、监测设备等。
用户侧管道通常重点考虑保障安全性。因此用户侧短距离输氢管道一般管径较小、压力较低，管径在0.3m以下，输氢压力方面工业园区供气一般低于4 MPa，进户燃气则低于0.01MPa。
除管道部分外，用户侧输氢还包含天然气掺氢混气站、调压站、民用终端等环节，核心设备有高精度掺氢系统设备、氢气调压设备、混气计量设备等。
输氢管道建设是涉及材料、加工、多元装备、施工建设等多个环节的系统性工程，相应地，输氢管道产业链上游为输氢管材，向下延伸到中游输氢管道环节以及管道配套设备生产环节，再到下游输氢项目建设环节。其中，输氢管材、输氢管道、配套设备是3大产品环节。
02输氢管材环节，核心是抗氢脆材料研发
在管网侧与用户侧，对输氢管材的侧重要求核心不同。
对于管网侧管道，输氢管材需要同时满足抗氢脆、高强度等要求。如天然气管网的建设，一般采用X80等高强度钢材，但传统天然气管网钢材存在强度越高、发生氢脆失效的概率越高的现象。
对于用户侧管道，输氢管材需具备长寿命、低容错。如天然气入户管道，一般采用较低强度的不锈钢材料。低强度不锈钢材料理论上发生氢脆的概率相对较低。但用户侧场景多、环境条件复杂，现阶段对管材运行寿命等方面仍缺乏足够数据。
针对管网侧与用户侧的输氢需求，目前输氢管材研发主要有金属与非金属两条技术路径。
一是金属材料路径，主要面向管网侧输氢管道。其开发目标主要为兼具高强度、抗氢脆性能的新型金属材料，相关科研机构及企业主要从钢板合金成分设计、显微组织和理化性能控制等途径入手。
该路线主要以国央企钢铁企业为主，已进入了实际应用。如首钢集团，其研发的管材已在临河-包头输氢管线等项目中进行了应用。
二是非金属管材路径，面向管网侧及用户侧。其开发目标主要为低氢分子渗透的有机高分子材料，有复合材料、分子结构改性等多种研究路径。
该路线主要以塑料管材企业、高校科研机构等为主，国内尚无规模化应用案例。国内有东宏管业等在布局柔性塑料输氢管材研发，海外有维也纳塑料管企业PipeLife开发出SoluForce H2T塑料管，已用于荷兰某4km、4.2MPa的输氢管道项目。
03输氢管道加工环节，关键技术有焊材、焊接工艺改进等
以金属管道加工为例，焊接过程中焊材、产生的焊缝是容易导致氢脆的主要因素之一。在管网侧及用户侧，均有采用焊接方案生产的钢管，如螺旋钢管等。此类钢管的管材一般以板材的形式交付给管道生产厂商，然后经过卷制成管、焊接2大步骤加工成为输氢管道。
针对焊接过程中可能产生的氢脆敏感因素，管道加工厂家一般从3方面入手突破。一是开发针对钢材卷制过程的高精度成型控制技术，以减小缝隙发生概率；二是开发新型焊材及相应的焊接工艺技术，如低磷、低硫焊材等；三是加工完成后的焊缝、管材抗氢脆性能检测。
现阶段，输氢管道加工技术布局企业主要为中石化、中石油的下属部门及公司，如中石油宝鸡石油钢管、中石油华油钢管、巨龙钢管、渤海装备等国央企油气设备企业。
04输氢管道设备环节，核心在于适应氢气的低密度、高渗透性的物理性质等
在管网侧与用户侧，输氢管道的核心配套设备有所不同。
对于管网侧管道，核心设备主要有大型干线压缩机等。由于氢气密度比天然气更小，输送同体积的氢气时，压缩能耗是天然气的 3.3 倍。当前国内主要采用往复式压缩机，压力较高，但压缩规模较小，无法满足1m以上管径的输氢需求。而且国内往复式压缩机主要采用美国英格索兰、瑞士苏尔寿等进口品牌。
针对大型干线压缩机需求，国内一方面在布局往复式压缩机国产化与技术提升，同时也在探索离心式压缩机等技术路线。
主要布局企业有沈阳远大压缩机公司、中石化石化机械等。
对于用户侧管道，主要有调压设备、计量器件等。以计量设备为例，我国燃气计量装置主要采用体积计量，由于氢气体积能量密度仅为天然气一半左右，在采用纯氢或掺氢天然气时会发生较大偏差。同时，传统涡轮计量有存在氢脆腐蚀风险。
针对氢气计量，有采用超声波流量计等途径，在7MPa以下压力采用热式流量计技术。
主要企业有美国丹尼尔，以及国内中控技术等传统仪表厂商。
05小结
输氢管道建设涉及到材料、加工、多元装备、施工建设等多个环节。而在管网侧与用户侧不同的场景需求下，又导致了其对材料、加工技术等方面需求的多样化。
当前，国央企主要集中在金属管材、管道加工、项目施工方面进行布局，而部分民营企业也开始沿着新型塑料管材、计量设备等方面开始进入输氢管道市场。
来源：能景研究
作者：南枝
原文标题 : 技术|输氢管道产业链环节有哪些？
