天然氣摻氫是將氫氣按一定比例混入天然氣，通過(guò)現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)輸送。這一技術(shù)有效結(jié)合了天然氣與氫氣的長(zhǎng)處，不僅提升了燃料的燃燒特性，還大幅降低了碳排放，是實(shí)現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的理想路徑。許多國(guó)家和地區(qū)已開(kāi)展相關(guān)實(shí)踐，如我國(guó)深圳的城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒渚C合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，摻氫比例可達(dá) 20%，壓力范圍覆蓋城鎮(zhèn)燃?xì)馊窟\(yùn)行壓力，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試，證明了其在實(shí)際應(yīng)用中的安全性與穩(wěn)定性。

天然氣摻氫的安全性是當(dāng)前研究和應(yīng)用中的核心問(wèn)題。氫氣與天然氣在物理和化學(xué)性質(zhì)上存在顯著差異，例如氫氣的擴(kuò)散速度更快、小點(diǎn)火能量更低、火焰?zhèn)鞑ニ俣雀?、爆炸極限范圍更廣等。這些特性使得摻氫天然氣在輸送和使用過(guò)程中面臨更高的安全風(fēng)險(xiǎn)，如氫脆、泄漏、爆炸和回火等問(wèn)題。

安全性是天然氣摻氫技術(shù)推廣的關(guān)鍵。摻氫天然氣的爆炸極限范圍更大，泄漏后擴(kuò)散速度更快，因此對(duì)管道和設(shè)備提出了更高的要求。研究表明，摻氫比例在10%以內(nèi)時(shí)，對(duì)現(xiàn)有管道和終端設(shè)備的適應(yīng)性較好，但仍需關(guān)注氫氣對(duì)材料的氫脆現(xiàn)象。此外，摻氫天然氣的燃燒特性也發(fā)生了變化，如火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?、回火風(fēng)險(xiǎn)增加等，因此需要在終端設(shè)備中進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化。例如，北京重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)研究有限公司對(duì)SGT-800燃機(jī)進(jìn)行了30%摻氫燃燒改造，驗(yàn)證了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

提高能源利用效率
天然氣摻氫燃燒能夠提高玻璃熔窯的能源利用效率。例如，武漢理工大學(xué)的研究表明，摻氫天然氣燃燒能夠加快燃料燃燒速率，釋放熱量集中，從而提高熔窯的熱效率。此外，信義玻璃控股有限公司采用的甲醇與天然氣聯(lián)合制氫系統(tǒng)，不僅能夠同時(shí)使用甲醇或天然氣制氫，還能節(jié)省廠房投資和占地面積，提高熱能回收率。

氫氣具有燃燒速度快、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤煲约叭紵裏嶂蹈叩奶攸c(diǎn)。當(dāng)在天然氣中摻入適量氫氣后，混合燃料的燃燒特性得到優(yōu)化，可促使天然氣燃燒更加充分。經(jīng)實(shí)際測(cè)試，未摻氫的天然氣燃燒利用率約為 80%，而在摻入一定比例氫氣后，燃燒利用率可大幅提升至約 97%。例如在麗水，博辰氫能的天然氣摻氫設(shè)備就展現(xiàn)出了這樣的優(yōu)勢(shì)。

然而，隨著摻氫比例的增加，安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之上升。例如，摻氫比例超過(guò)10%時(shí)，可能會(huì)引發(fā)氫脆、部件過(guò)熱、回火等問(wèn)題。因此，摻氫比例的控制是確保天然氣摻氫安全的關(guān)鍵。此外，現(xiàn)有天然氣管道和設(shè)備的材料性能也需要進(jìn)行評(píng)估和改造，以適應(yīng)氫氣的摻入。

甲醇制氫作為一種相對(duì)清潔的制氫方式，具有原料來(lái)源廣泛、反應(yīng)條件溫和、氫氣產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。甲醇本身是一種可再生能源，其制備過(guò)程中可以通過(guò)可再生能源（如風(fēng)能、太陽(yáng)能）進(jìn)行電解水制氫，從而實(shí)現(xiàn)“綠氫”的生產(chǎn)。此外，甲醇制氫技術(shù)相對(duì)成熟，設(shè)備要求較低，適合大規(guī)模應(yīng)用。

甲醇制氫在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨一些挑戰(zhàn)。例如，甲醇的生產(chǎn)成本較高，且其燃燒過(guò)程中仍會(huì)產(chǎn)生一定量的二氧化碳。此外，甲醇制氫設(shè)備的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本也較高，需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝和提高設(shè)備效率，以降低成本。因此，盡管甲醇制氫在碳排放方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但其在實(shí)現(xiàn)碳排放指標(biāo)方面仍需進(jìn)一步的技術(shù)突破和成本優(yōu)化。

降低生產(chǎn)成本
天然氣摻氫燃燒能夠降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。例如，格瑞卡頓天然氣節(jié)能案例中，通過(guò)摻入20%的氫氣，陜西某玻璃廠每小時(shí)可節(jié)約840元天然氣費(fèi)用，每天節(jié)約2160元，每年可節(jié)約60多萬(wàn)元。此外，制氫燃燒一體機(jī)的使用，能夠顯著降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，生產(chǎn)運(yùn)行成本可降低20~30%