一种跨区域掺氢天然气输送系统的制作方法

本申请涉及新能源，尤其涉及一种基于气网和电网的跨区域掺氢天然气输送系统。

背景技术：

1、应对气候变化是当前全球面临的共同问题，在本世纪中叶全球实现碳中和已成为世界各国的共识。氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。由可再生能源制取的氢气通常被称为绿氢，我国的可再生能源分布存在较大差异，许多绿色能源丰富的地区因产业较少致使供过于求，而能源需求量大的工业密集区却缺少足够的绿色能源，造成了绿氢发展呈现出供需错配现象。

技术实现思路

1、本申请提供了一种跨区域掺氢天然气输送系统，可有效解决绿色能源分布不均匀的问题，且能减少能源使用量较大地区的碳排放量；制取的氢能作为当前大力推进的绿色能源之一，能有效推进化工、交通、建筑等领域氢应用产业的发展。

2、本申请提供的一种跨区域掺氢天然气输送系统，包括可再生能源发电装置、第一制氢装置、第一掺混装置、第一天然气管道和第一提氢装置，其中，可再生能源发电装置、第一制氢装置和第一掺混装置处于同一地区，第一天然气管道为跨区域天然气管道，第一提氢装置与第一掺混装置处于不同地区；

3、所述可再生能源发电装置，用于利用可再生能源发电，并将所发电能传输给第一制氢装置；

4、所述第一制氢装置，用于利用电能制取氢气，并将所制取的氢气输送至第一掺混装置；

5、所述第一掺混装置，用于将第一制氢装置输送的氢气注入第一天然气管道，并通过第一天然气管道将天然气和氢气的掺混气体输送至第一提氢装置；

6、所述第一提氢装置，用于从第一天然气管道中的掺混气体提取氢气。

7、进一步的，本实用新型一种跨区域掺氢天然气输送系统，还包括跨区域电网、第二制氢装置、第二掺混装置、第二天然气管道和第二提氢装置，其中，第二制氢装置与可再生能源发电装置处于不同地区，第二掺混装置与第二制氢装置处于同一地区，第二提氢装置与第二掺混装置处于同一地区或不同地区；

8、所述可再生能源发电装置，将其所发电能通过跨区域电网传输给第二制氢装置；

9、所述第二提氢装置，用于利用电能制取氢气，并将所制取的氢气输送至第二掺混装置；

10、所述第二掺混装置，用于将第二提氢装置输送的氢气注入第二天然气管道，并通过第二天然气管道将天然气和氢气的掺混气体输送至第二提氢装置；

11、所述第二提氢装置，用于从第二天然气管道中的掺混气体提取氢气。

12、进一步的，本实用新型一种跨区域掺氢天然气输送系统，还包括第一储氢装置和氢发电装置，其中，第一储氢装置设置在第一制氢装置和第一掺混装置之间的输送管路中，氢发电装置与第一储氢装置处于同一地区；

13、所述第一储氢装置，用于存储第一制氢装置输送来的氢气，并将所存储的氢气输送至第一掺混装置和氢发电装置；

14、所述氢发电装置，用于在用电高峰时段利用第一储氢装置存储的氢气进行发电，并将所发电能通过跨区域电网传输给第二制氢装置。

15、进一步的，本实用新型一种跨区域掺氢天然气输送系统，还包括第二储氢装置，所述第二储氢装置设置在第二制氢装置和第二掺混装置之间的输送管路中，第二储氢装置用于存储第二制氢装置输送来的氢气，并将所存储的氢气输送至第二掺混装置。

16、可选的，所述第一制氢装置，具体用于通过碱性电解法、固体高分子电解质电解法或高温固体氧化物电解法，并利用可再生能源发电装置产生的电能制取氢气。

17、可选的，所述第二制氢装置，具体用于通过碱性电解法、固体高分子电解质电解法或高温固体氧化物电解法，并利用跨区域电网传输的电能制取氢气。

18、可选的，所述第一掺混装置，具体用于压缩第一储氢装置输送的氢气并将压缩后的氢气注入第一天然气管道。

19、可选的，所述第二掺混装置，具体用于压缩第二储氢装置输送的氢气并将压缩后的氢气注入第二天然气管道。

20、可选的，所述第一提氢装置，具体用于以变压吸附法、低温分离法或聚合物膜分离法将氢气从掺混气体中分离出来，或利用分子膜在第一天然气管道中过滤以获取氢气。

21、可选的，所述第二提氢装置，具体用于以变压吸附法、低温分离法或聚合物膜分离法将氢气从掺混气体中分离出来，或利用分子膜在第二天然气管道中过滤以获取氢气。

22、由上述技术方案可以看出，本申请提供了一种跨区域掺氢天然气输送系统，所述系统包括可再生能源发电装置、第一制氢装置、第一掺混装置、第一天然气管道和第一提氢装置，其中，可再生能源发电装置、第一制氢装置和第一掺混装置设置在同一地区，第一天然气管道为跨区域天然气管道，第一提氢装置与第一掺混装置设置在不同地区；所述可再生能源发电装置，用于利用可再生能源发电，并将所发电能传输给第一制氢装置；所述第一制氢装置，用于利用电能制取氢气，并将所制取的氢气输送至第一掺混装置；所述第一掺混装置，用于将第一制氢装置输送的氢气注入第一天然气管道，并通过第一天然气管道将天然气和氢气的掺混气体输送至第一提氢装置；所述第一提氢装置，用于从第一天然气管道中的掺混气体提取氢气。本系统利用全国建设广泛且完善的天然气管网为基础，将基于可再生能源生成的电力输送给第一制氢装置，第一制氢装置进行制氢，并通过第一掺混装置将制取的氢气注入第一天然气管道中进行掺混，通过跨区域的第一天然气管道将天然气和氢气的掺混气体传输至第一提氢装置，第一提氢装置将第一天然气管道中的氢气提取出来，实现了氢气的跨区域输送和利用。由此可见，本系统可有效解决绿色能源分布不均匀的问题，且能减少能源使用量较大地区的碳排放量；制取的氢能作为当前大力推进的绿色能源之一，可有效推进化工、交通、建筑等领域氢应用产业的发展。

23、上述的非惯用的优选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式进行详细说明。

技术特征：

1.一种跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，包括可再生能源发电装置、第一制氢装置、第一掺混装置、第一天然气管道和第一提氢装置，其中，可再生能源发电装置、第一制氢装置和第一掺混装置处于同一地区，第一天然气管道为跨区域天然气管道，第一提氢装置与第一掺混装置处于不同地区；

2.根据权利要求1所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，还包括跨区域电网、第二制氢装置、第二掺混装置、第二天然气管道和第二提氢装置，其中，第二制氢装置与可再生能源发电装置处于不同地区，第二掺混装置与第二制氢装置处于同一地区，第二提氢装置与第二掺混装置处于同一地区或不同地区；

3.根据权利要求2所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，还包括第一储氢装置和氢发电装置，其中，第一储氢装置设置在第一制氢装置和第一掺混装置之间的输送管路中，氢发电装置与第一储氢装置处于同一地区；

4.根据权利要求3所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，还包括第二储氢装置，所述第二储氢装置设置在第二制氢装置和第二掺混装置之间的输送管路中，第二储氢装置用于存储第二制氢装置输送来的氢气，并将所存储的氢气输送至第二掺混装置。

5.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第一制氢装置，具体用于通过碱性电解法、固体高分子电解质电解法或高温固体氧化物电解法，并利用可再生能源发电装置产生的电能制取氢气。

6.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第二制氢装置，具体用于通过碱性电解法、固体高分子电解质电解法或高温固体氧化物电解法，并利用跨区域电网传输的电能制取氢气。

7.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第一掺混装置，具体用于压缩第一储氢装置输送的氢气并将压缩后的氢气注入第一天然气管道。

8.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第二掺混装置，具体用于压缩第二储氢装置输送的氢气并将压缩后的氢气注入第二天然气管道。

9.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第一提氢装置，具体用于以变压吸附法、低温分离法或聚合物膜分离法将氢气从掺混气体中分离出来，或利用分子膜在第一天然气管道中过滤以获取氢气。

10.根据权利要求4所述的跨区域掺氢天然气输送系统，其特征在于，所述第二提氢装置，具体用于以变压吸附法、低温分离法或聚合物膜分离法将氢气从掺混气体中分离出来，或利用分子膜在第二天然气管道中过滤以获取氢气。

技术总结本申请公开了一种跨区域掺氢天然气输送系统，所述系统以建设广泛且完善的天然气管网和电网作为基础，利用基于可再生能源生成的电力制取氢气，并通过天然气管网对氢气进行跨区域输送，或直接通过电网对基于可再生能源生成的电力进行跨区域输送，而在电力输送目的地区利用输送的电力制取氢气，并通过天然气管网对氢气进行跨地区或同地区输送，实现了氢气的跨区域输送和利用，可见，本系统可以有效平衡绿色能源分布不均匀的问题，减少能源使用量较大地区的碳排放量；制取的氢气作为当前大力推进的绿色能源之一，可以有效推进化工、交通、建筑等领域氢应用产业的发展。技术研发人员：孙晨,张玮,王鹏涛,李鑫,时婷婷,杨沐村,常雪伦,曹权受保护的技术使用者：国家电投集团科学技术研究院有限公司技术研发日：20231013技术公布日：2024/6/20