德國萊因主導天然氣管網混氫測試驗證計畫

因應淨零碳排政策及氫能價值鏈應用，自2022年10 月起，德國萊因TÜV、能源供應商GVG Rhein-Erft 和天然氣管網營運商Rheinische Netzgesellschaft (RNG)在德國科隆市附近的埃爾夫特施塔特市，共同推動天然氣管網混氫現場測試驗證計畫，驗證現有天然氣管添加20% 氫氣後的影響。台灣德國萊因TÜV能源及環保處資深專案經理劉立仁指出，「由於氫氣密度、分子大小、爆炸上下限、氫脆腐蝕等特性可能會造成管線洩漏或爆炸危害，因此混氫對不同年齡、材質、操作壓力、管閥系統設計的天然氣管線、輸氣裝置與燃氣器具可能造成不同程度的安全威脅，因此驗證計畫的主要目的在於評估天然氣管網中添加氫氣含量的可行性和效果。」

德國萊因依照驗證參數篩選出德國 Niederberg、Borr 和 Friesheim 地區具有代表性的 100 個家庭，此計畫預計將持續到 2023年12 月底。德國萊因TÜV先針對9 公里長的L-gas管網進行了獨創性的現場測試，在測試初期將 10% 的氫氣與天然氣混合，四個星期後，比例逐漸增加到 15%。自 2022 年 10 月以來，天然氣管網已成功使用 20% 的氫氣混合物運轉。

100 個家戶測試的大數據分析驗證

根據德國萊因龐大的期中測試數據，證實所有連接的輸氣裝置皆運轉正常，且家庭和企業的輸氣裝置使用天然氣混合20%氫氣作為燃料時，不需要進行任何變更改造或調整。為確保各種混氫操作條件下的相容性，德國萊因團隊使用含23%氫氣的混合氣體進行了預測試。這種細緻的方法能夠驗證測試區域內所有輸氣裝置與燃氣器具的適用性。為能同步監測管網上下游的運轉數據，瑞士公司 MEMS AG 的特殊測量設備亦已安裝在選定的家庭中，以利在終端用戶現場連續監測氣體混合物的氫氣含量。

德國萊因本驗證計畫專案經理 Reiner Verbert解釋，「到目前為止，德國天然氣管網法規僅允許天然氣管網混合 10% 體積的氫氣。目前的測試證實，天然氣管網和連接的輸氣裝置與燃氣器具可以承受達法規要求的兩倍濃度的氫氣混合物」，另一個特點：這是德國首次在液化天然氣管網中進行此類測試。目前德國西部的大部分地區仍然供應 L-gas（含80-87% 甲烷），其性質和來源與H-gas（含87-99% 甲烷）不同。

Power-to-Gas : 為氫能多元應用奠定基石

此驗證計畫的成功對能源轉型、減碳及綠氫輸送策略非常重要，因為既有天然氣管網是綠氫(碳中和氣體)的理想輸送及儲存設施，而且氫氣是高能效的二次能源載體，因此綠氫天然氣管網可作為綠電電網的備載輸送選項。目前在德國就有50萬公里的天然氣管網，除了擴大風能、太陽能光電及熱泵裝置外，現有天然氣網還可以藉由 Power-to-Gas 循環機制為脫碳目標做出重大貢獻。為了擴大驗證電力轉天然氣的技術可能性，德國萊因TÜV未來將擴大測試範圍，進一步驗證既有天然氣城市管網混氫高達30%的技術可能性，並延伸至其他國家應用及驗證。

德國萊因建議推動台灣氫谷驗證計畫

 

台灣德國萊因TÜV能源及環保處專案經理周曜碩表示，「目前處於台灣氫能產業鏈推動初期，國內知名媒體商業周刊、台北市議會、勞動部職安署等參訪團都曾積極至德國萊因總部科隆市氫能技術中心觀摩交流，同時台灣德國萊因團隊已在台灣陸續完成多項工業氫能安全驗證專案，未來除了可協助導入天然氣混氫管網的驗證測試之外，更可仿效德國、荷蘭、丹麥等國家的氫谷驗證計畫成功經驗，成立氫能產業鏈的示範專區，協助台灣在製氫、儲氫、輸氫、加氫、工業用氫、交通用氫、民生用氫等階段，針對技術、安全、法規、減碳效果、經營管理、經濟效益、公民關注度等層面進行實地驗證工作，進而擴及到全國普遍應用，促使全民共同邁向氫經濟圈及淨零目標。」