[发明专利]一种天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统及运行方法

说明书

本发明公开了一种天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统及运行方法，包括电解制氢系统、天然气输送管道、天然气使用系统及氢气提取与使用系统，其中，电解制氢系统的氢气出口与天然气输送管道相连通，天然气输送管道的出口与天然气使用系统及氢气提取与使用系统相连通，该系统及运行方法能够有效降低氢能的运输成本。

技术领域

本发明属于氢能技术领域，涉及一种天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统及运行方法。

背景技术

随着风电、光伏等可再生能源的规模化发展，新能源在发电量中占比逐渐提高，电力系统波动性将进一步增强，急需提高储能等可调节主体在电力系统中的占比。氢能，作为一种储能形式，可实现电能的时空转移，在电力系统的稳定运行方面起到很好的作用，被认为是全球可再生能源大规模发展的最佳载体。

同时，氢作为一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、可存储、可再生、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，也是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。

目前，氢能的运输主要有高压储运、管道输运、液态储运、固态储运和有机液态储运几个技术路线。高压储运适用于近距离、小规模输运，管道输运适用于远距离传输，但成本还需进一步降低，其他几个技术路线暂不具备经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统及运行方法，该系统及运行方法能够有效降低氢能的运输成本。

为达到上述目的，本发明所述的天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统包括电解制氢系统、天然气输送管道、天然气使用系统及氢气提取与使用系统，其中，电解制氢系统的氢气出口与天然气输送管道相连通，天然气输送管道的出口与天然气使用系统及氢气提取与使用系统相连通。

还包括光伏发电系统及风力发电系统，其中，光伏发电系统的输出端及风力发电系统的输出端与电解制氢系统的电源接口相连。

还包括氧气储罐，氧气储罐与电解制氢系统的氧气出口相连通。

所述氢气提取与使用系统包括氢气可透过性膜、氢气泵、氢气压缩机、氢气储罐及氢气用户；

天然气输送管道上设置有氢气提取口，氢气可透过性膜置于所述氢气提取口上，氢气提取口经氢气泵及氢气压缩机与氢气储罐相连通，氢气储罐的出口与氢气用户相连。

在工作时，在氢气泵的作用下，天然气输送管道中的氢气透过氢气可透过性膜，再依次经氢气泵及氢气压缩机送入氢气储罐中，氢气储罐中的氢气进入氢气用户中。

氢气提取与使用系统包括氢气可透过性膜、氢气泵、氢气压缩机、氢气储罐、氢气用户及氢气提纯系统；

天然气输送管道上设置有氢气提取口，氢气可透过性膜置于所述氢气提取口上，氢气提取口经氢气泵、氢气提纯系统及氢气压缩机与氢气储罐相连，氢气储罐与氢气用户相连。

在氢气泵的作用下，天然气输送管道中的氢气透过氢气可透过性膜，再依次经氢气泵、氢气提纯系统及氢气压缩机进入到氢气储罐中，氢气储罐中的氢气进入氢气用户中。

一种天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统的运行方法包括以下步骤：

电解制氢系统电解水产生的氢气注入天然气输送管道中，经天然气输送管道输送后，为天然气使用系统及氢气提取与使用系统供气。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的天然气管道掺氢输运与氢气提取供应系统及运行方法在具体操作时，借助已有天然气输送管道，将氢气掺入其中，将氢气的清洁特性与天然气输送管道低成本优势相结合，将清洁的氢气以低成本的方式传输至远端用户，实现氢气远距离、规模化、低成本传输。