李敬法1 段鵬飛2

1.北京石油化工學(xué)院氫能研究中心；2.深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司

背景

氫能作為一種清潔、高效、靈活的二次能源，是我國(guó)能源體系的重要組成部分，積極有序發(fā)展氫能源有助于實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)和降碳減排目標(biāo)。從中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)入手推進(jìn)“氫進(jìn)萬(wàn)家”，成為促進(jìn)我國(guó)氫能規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵抓手。但目前國(guó)內(nèi)中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)摻氫涉及的“摻—輸—用”等關(guān)鍵技術(shù)仍缺乏系統(tǒng)的測(cè)試和驗(yàn)證，限制了燃?xì)鈸綒浼夹g(shù)的發(fā)展和推廣。

做法

2023年，深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司聯(lián)合高校、科研院所在深圳市龍華新區(qū)觀瀾街道牛湖社區(qū)求雨嶺站場(chǎng)，共同研發(fā)和建設(shè)了國(guó)內(nèi)首個(gè)可推廣、可復(fù)制的中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)鈿錃狻皳健�輸—用”一體化科技實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（圖1），可實(shí)現(xiàn)對(duì)中低壓燃?xì)庀到y(tǒng)摻氫—輸氫—用氫等關(guān)鍵技術(shù)的集成測(cè)試和驗(yàn)證。平臺(tái)主要有6個(gè)功能模塊。

圖 1 氫氣“摻—輸—用”一體化科技實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

（1）燃?xì)鈿錃鈸交炷�塊。將天然氣與氫氣在隨動(dòng)流量摻氫設(shè)備內(nèi)摻混，得到設(shè)定摻氫比及摻氫精度的摻氫燃?xì)饣旌蠚怏w，實(shí)現(xiàn)對(duì)隨動(dòng)流量摻氫技術(shù)的測(cè)試和驗(yàn)證。

（2）減壓調(diào)壓模塊。將摻氫燃?xì)鈱?dǎo)入減壓調(diào)壓撬，驗(yàn)證摻氫對(duì)中低壓燃?xì)鉁p壓和調(diào)壓性能的影響。

（3）管材相容性評(píng)價(jià)模塊。將摻氫燃?xì)鈱?dǎo)入管材模塊，測(cè)試摻氫對(duì)不同型號(hào)金屬管材、非金屬管材、閥門(mén)、連接件性能的影響，為評(píng)價(jià)管材與氫的相容性提供基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（4）燃?xì)馄骶邷y(cè)試模塊。將摻氫燃?xì)鈱?dǎo)入燃?xì)馄骶撸瑴y(cè)試和驗(yàn)證傳統(tǒng)家用灶具、熱水器等燃?xì)馄骶邔?duì)不同摻氫濃度的適應(yīng)性，以及新開(kāi)發(fā)摻氫燃?xì)馄骶叩漠a(chǎn)品性能。

（5）終端利用模塊。將摻氫燃?xì)鈱?dǎo)入站內(nèi)生活區(qū)及周邊社區(qū)進(jìn)行利用，同時(shí)預(yù)留熱電聯(lián)供系統(tǒng)、氫氣分離純化裝置接口，實(shí)現(xiàn)氫能與其他能源的互聯(lián)互補(bǔ)、綜合利用。

（6）安全模塊。設(shè)置架空、埋地、管廊等不同場(chǎng)景下?lián)綒淙細(xì)庑孤┑谋O(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)摻氫燃?xì)庑孤┦鹿实谋O(jiān)測(cè)和測(cè)試。

平臺(tái)自2023年建成以來(lái)，已為求雨嶺生活區(qū)安全供氣近200天，摻氫比最高達(dá)20%，試驗(yàn)壓力覆蓋城鎮(zhèn)燃?xì)馊�部壓力運(yùn)行范圍，較為系統(tǒng)地驗(yàn)證天然氣摻氫“摻—輸—用”鏈條的關(guān)鍵技術(shù)，為摻氫天然氣技術(shù)的進(jìn)一步推廣提供理論及技術(shù)支撐。

啟示

氫能產(chǎn)業(yè)是我國(guó)未來(lái)產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向，也是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要代表，我國(guó)正大力開(kāi)展氫能規(guī)模化應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。開(kāi)展前期科技試驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)和示范應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)氫能技術(shù)的發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。該平臺(tái)響應(yīng)“氫進(jìn)萬(wàn)家”的需求，對(duì)中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)庀到y(tǒng)摻氫涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合、長(zhǎng)期的實(shí)際測(cè)試和驗(yàn)證，得到中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒潢P(guān)鍵技術(shù)的第一手現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)資料，為相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的驗(yàn)證和改進(jìn)提供了重要參考，對(duì)確保燃?xì)馀c氫氣在“摻—輸—用”整個(gè)鏈條的安全具有重要意義。

為了進(jìn)一步提升平臺(tái)的科學(xué)價(jià)值，后續(xù)將進(jìn)一步完善平臺(tái)的功能及擴(kuò)大示范規(guī)模，為深入推動(dòng)中低壓城鎮(zhèn)燃?xì)鈸綒潢P(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證、法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定、國(guó)家級(jí)行業(yè)政策的推廣等提供更完善的平臺(tái)基礎(chǔ)。此外，在推進(jìn)燃?xì)鈸綒涔こ虒?shí)踐的過(guò)程中，企業(yè)、高校、科研院所是主力軍，各方需不斷加強(qiáng)合作，發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)，開(kāi)展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，才能達(dá)到更好的研究效果。

資助項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)資助（2021YFB4001605）。

作者簡(jiǎn)介：李敬法，1990年生，博士，北京石油化工學(xué)院氫能研究中心副研究員，主要從事氫能管道輸送技術(shù)方面的研究工作。聯(lián)系方式：18810114816，cupljf@163.com。