《海上油气设施掺氢可行性评估规范》团体标准解读

发布时间: [2026-03-02 16:49:47]来源: 作者:

    

  一、标准编号及标准名称

  由中国国际科技促进会归口管理、中海油研究总院有限责任公司提出的《海上油气设施掺氢可行性评估规范》(T/CI 1299—2025)团体标准,于2025年12月01日正式发布实施。

  二、标准制定背景

  我国海上风电资源丰富,开发利用潜力巨大,海上风电因其清洁低碳、靠近东南沿海地区用电负荷侧、消纳方便,在“碳达峰、碳中和”中的重要作用愈加凸显,发展海上风电被视为我国能源结构转型的重要战略支撑。掺氢天然气技术是解决“弃风”问题的有效途径之一。海上风电技术将风能转化的部分电能用于电解水制氢,并随着氢能技术,特别是制氢、储氢技术的发展,以风电制氢为代表的新能源制氢技术,逐步成熟,基本具备了产业化的条件。

  目前的通用装置以及终端用户用具多是以天然气以及液化石油气为基础进行设计,直接利用氢气作为燃料需要更换配套燃气设备以及输送管道,使得投资成本太高。而由于天然气管网的发展较为成熟,因此可以把氢气掺混入天然气管网当中作为使用的过渡。在天然气中掺混氢气满足互换性理论要求时,不需要更换终端用户燃具则可以直接利用掺混气。当前阶段国内海上油气田开发中的海上天然气管网的规模非常可观,其运输能力非常巨大,如果把海上风电生产的绿电转换为绿色氢能,并将绿氢掺混入现有的天然气管网当中则能承载存储相当大容量的能量。通过海上风电制氢,所获得的“绿氢”无碳、可储存、可运输和分散的特点,将氢气以一定比例掺入天然气,形成掺氢天然气,再利用新建管网或在役天然气管网输送至用户终端、加气站和储气库等,可起到储能和电力负荷削峰填谷的作用,同时避免了新建输氢管道所需的高昂建造成本,使得海上风电制氢技术开辟能源输送新渠道,使掺氢天然气成为与石油和天然气类似的,而且是一种绿色的,优质能源战略能源类型。

  三、标准制定的必要性

  走向深远海是海上风电发展的大趋势,而大规模海上风电电力送出和消纳将是产业发展不可避免的主要难题之一。

  全球海上风电制氢处于技术示范验证阶段,技术经济性逐步向好,有望成为解决大规模海上风电送出、消纳及调峰储能的重要技术手段。但是针对不同风场及氢能应用场景,仍需加强海上风电制氢工艺、风电与制氢容量匹配、海上平台改扩建、氢气储运技术、海上风电制氢全过程技术经济分析、绿氢、绿氧集成应用以及大规模可再生能源制氢及储运设计标准规范等共性问题的系统研究,突破关键共性技术。

  利用氢储能技术可将波动性强的海上风电等可再生能源发电以氢气的能源形式储存,借助新建或既有天然气输送海底管道输送到陆上加工和储运终端,用于交通、化工、冶金、建筑等终端用能部门转换为其他形式的能源进而得到应用。

  海上天然气管道作为国家天然气管网的重要组成部分,结合深远海区域海上风电开发,推进海上风电制氢、掺氢输送,不仅是技术上可行的方案,更是保障新能源与传统能源融合发展、促进绿电消纳、实现低碳转型和降低氢能成本的‌战略性、必要性举措‌。

  四、编制过程

  在编制过程中,充分考虑了规程的目的和必要性,总结了近年来国内天然气掺氢技术和海上油气设施在管线钢和密封材料选型、腐蚀防护和安全运维方面实践经验和研究成果,广泛吸纳了天然气掺氢技术方面的研究理论和创新成果。通过多次内部讨论、现场调研、专家咨询和修改完善,最终形成了《海上油气设施掺氢可行性评估规范》标准(图1)。

  

  图1 标准编制过程主要时间节点

  五、标准主要内容

  本文件确立了在海上油气设施输送系统中进行天然气掺氢输送可行性评估的基本原则和工作内容,规定了海上油气设施掺氢输送系统的总体要求以及金属材料临氢环境下管材及其接头、管网附属压缩机、阀门、金属材料相容性试验评估、密封系统材料适用性试验评估、掺氢安全适用性评估与风险管理的技术方法。

  六、标准实施意义

  (1)技术空白填补

  国内尚无完整的海上油气设施掺氢输送相关的技术标准,该规程的制定填补了这一技术空白,为海上油气设施掺氢输氢输送领域提供了重要的技术支撑。

  (2)推动传统能源与新能源产业融合发展

  结合深远海海上风电场开发,依托海上油气开采平台和天然气管道等基础设施,开展海上风电制氢和氢产品外输到陆上综合利用,既然起到储能和电力负荷削峰填谷的作用,同时避免了新建输氢管道所需的高昂建造成本,使得海上风电制氢技术开辟能源输送新渠道,推进以风电和氢能为代表的新能源产业和油气开采为代表的传统能源融合发展。

  (3)保障既有油气设施进行输氢的安全性

  在临氢环境下,海上油气设施中管材材质、密封系统和安全运维会受到掺氢的影响。该规范对海上油气设施掺氢输送系统新建、改(扩)建以及工艺改造过程中,确认要对与氢直接接触的管道、设备、阀门和密封系统等附属部件开展材料相容性评估,确认其临氢适用性后方可使用,从而保证利用现有油气设施进掺氢输送的本质安全。

  (4)推动规模化减碳与“双碳”目标落地

  天然气管道掺氢输送是利用现有天然气管网的最为经济性运输方式。油气田企业发挥上下游产业协同和区位协同优势,通过建设海上风场和海上制氢项目,推动传统油气开采向绿电、绿氢和油气开发融合发展,实现一体化低成本绿色低碳转型,助力我国“双碳”目标的实现。

  七、主要工程实践与产业化应用

  中国海洋石油集团公司将海上风电列为新能源产业发展的主方向,所属新能源业务已开展广西深远海海上风电能源岛、海南海上风电制氢、粤东海上风电与岸电及制氢3个海上风电制氢及风光气氢储示范试验项目。

  在广西涠洲深远海海上风-电-氢能源岛项目管线设计和铺设中,为实现大规模海上风电制氢+管道掺氢输送+下游氢能综合应用,与海油工程共同完成了海上天然气混氢输送管道管材选型、管道预防腐处理等方案设计(图2),确保20亿方/年二期工程新铺设的海上天然气管道能满足30%以下掺氢输送的安全要求。

  

  在中海油能源发展撬装式MW级电解水制氢示范项目中(图3),依据《海上油气设施掺氢可行性评估规范》中海上平台系统管路和安全规范要求,在管材和密封系统造型方面对适用于海上平台的撬装式制氢装置优化设计提供技术参考。

  

  八、小结

  通过制定和实施海上油气设施掺氢可行性评估规范标准,不仅可以解决当前油氢管道混输氢领域存在的技术标准空白,也可规范海上油气设施中天然气掺氢项目在新建、改(扩)建以及工艺改造应用评估提供安全可靠性评价和优化参考,推进现有海上油气设施综合利用,开辟海上氢能输送低成本、高经济性的能源外输新通道。