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我国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台落地

发布日期:2024-05-06 11:54    点击次数:201

  1月10日,国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”年度工作总结暨成果发布会在深圳市燃气集团股份有限公司(下称“深圳燃气”)召开,会上集中展示了该项目组两年来取得的研究成果。

  据了解,深圳燃气依托上述科技部国家重点研发计划建成的全国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台,目前已成功为深圳市求雨岭生活区安全供气近200天。

  作为国内首个可推广、可复制的城镇燃气氢气掺—输—用一体化平台,该平台集成测试、验证、生产功能,掺氢比达到20%,压力范围覆盖城镇燃气的全部压力运行范围。用氢面积8.5万平方米,用氢人口超过4000人,实现了掺氢燃气的宽压力、长周期、规模化应用。这标志着“氢进万家”进入全新的发展阶段。

  撰文:孙颖

  抢抓氢能产业发展机遇

  国家重点研发项目进展顺利

  本次会议由深圳燃气承办。深圳市科创委、市发改委、市国资委相关处室人员,以及中国石油大学(华东)、中国科学院金属研究所、西安交通大学、清华大学、湖南理工学院、北京石油化工学院、中石化中原石油工程设计有限公司、中石化巴陵石油化工有限公司、广东万和新电气股份有限公司等课题参与单位代表出席了会议。

  随着碳中和、能源转型逐渐成为全球共识,氢能产业正成为世界各主要经济体竞相发展的新兴产业,氢能技术也成为新一轮科技革命和产业变革的竞争前沿。

  2022年3月,国家发改委和国家能源局联合发布《氢能产业中长期规划》,从国家层面明确了氢能产业链的顶层设计。

  为抢抓氢能产业发展机遇,培育经济增长新动能,构建清洁低碳、安全高效的现代能源产业体系,助力实现碳达峰、碳中和目标,2021年深圳市发改委发布了《深圳市氢能产业发展规划》,确定了九大氢能产业重大工程。

  2021年,在中国石油大学(华东)教授李玉星组织下,深圳燃气与包括高校、科研院所、企业等在内的共10家单位通力合作,获批2021年度国家重点研发计划“氢能专项”,目前项目按相关要求进展顺利。

  深圳燃气副总裁、安全总监王文想在致辞时表示,作为一家清洁能源综合运营商,深圳燃气在全国范围运营燃气管线约23000公里,拥有超40年的燃气安全运营经验,介入管网掺氢领域,可为解决氢能产业链氢储运和可再生能源电力消纳等难点和痛点问题、助力实现国家双碳战略目标贡献国企力量。

  项目负责人、首席科学家、中国石油大学(华东)教授李玉星进行了年度总结。据介绍,“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”项目针对中低压纯氢与掺氢燃气管输系统的本质安全、工艺和完整性管理以及终端应用,通过机理探究、技术开发、设备研发、软件开发、试验平台研制等手段,突破中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及应用方面的新理论、新方法、新技术、新设备和新软件的瓶颈,形成以关键设备和工艺软件为核心的技术体系,并围绕“管输工艺、管材、试验方法”“应急抢修”“燃烧器具”编制标准体系。项目依托科技试验平台建设以氢能社区为示范的产业体系,目前,该项目已于2023年10月顺利通过科技部的中期检查。

  打造氢能示范项目

  推动创新链产业链融合发展

  项目课题三负责人、深圳燃气副总裁、教授级高级工程师杨光系统地介绍了项目的成果——全国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台。

  平台主要包括掺混模块、减压调压模块、管材相容性评价模块、燃气器具测试模块以及终端利用模块。天然气与氢气通过掺混模块,能够得到掺氢体积比为5%—20%、掺氢精度达到1%的掺氢燃气;经减压调压模块后,进入管材相容性评价模块进行长周期试验测试;随后进入燃气器具测试模块进行验证;测试完成后,掺氢燃气进入求雨岭生活区进行利用。

  平台还为氢气泄漏提供了架空、埋地、管廊等不同场景的监测方法验证以及事故后果测试。终端还预留热电联供系统、氢气分离纯化装置的测试功能,发挥氢能能源互联媒介和高效耦合的特性,推动氢能与电力、热力等能源的互联互补,实现氢能进入社区楼宇、居民家庭、交通领域乃至工业园区的应用。

  据悉,深圳燃气将率先在行业内打造包含“光伏+谷电制氢、管道掺氢、终端用氢”的“制掺运用”氢能示范项目,旨在推动氢能创新链与产业链融合发展,为我国构建“清洁低碳、安全高效”的能源体系,探索实现“碳达峰、碳中和”提供有效路径。

  随后,项目各课题就目前工作进展进行讨论交流,以加强课题间的衔接与协同,确保项目研究任务与目标按期完成。

  “氢进万家”进入新阶段

  助力“双碳”目标实现

  当天,与会人员前往求雨岭场站,参观深圳燃气依托上述科技部国家重点研发计划建成的全国首个城镇燃气掺氢综合科技实验平台,详细了解平台工艺、工作流程及投产效益。

  目前该平台已成功为深圳市求雨岭生活区安全供气近200天。深圳燃气表示,下一步将根据实际运营情况,进一步扩大推广使用,助力实现“双碳”目标的实现。

  深圳燃气相关负责人介绍,掺氢燃气综合实验平台不仅可针对管输条件的燃气管道以及阀门、连接件、表具等燃气基础设施开展管材氢环境长周期实验,还可针对多种燃气器具及终端应用场景开展适应性研究。可系统性地测试、评价现役城镇燃气输配系统对掺氢燃气的适应性,推进燃气掺氢的产业化进程。

  “借助在役燃气系统消纳氢气,实现‘氢进万家’,是推动氢能大规模应用的主要手段。”专家表示,根据目前的研究结论来看,在掺氢比10%以下,针对X52以下的管材钢级,不论是针对长输管道还是燃气管道,掺氢天然气管道都可以按照天然气管道进行设计与管理。与以氢气、一氧化碳等为主的煤制气、焦炉气等相比,天然气的主要成分为甲烷,掺氢燃气对管材的长周期、宽压力作用还需进一步明确。作为实验室研究与生产实际应用间必不可少的环节,建设一套科学的实验平台,能够更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价,并形成标准体系,推进“氢进万家”产业体系发展,助力实现国家“双碳”目标。

  据了解,目前,我国已有天然气管道超过100万公里,其中城镇燃气输配管道超过90万公里,利用现有燃气基础设施进行10%的掺氢,每年可减少碳排放量超过1000万吨。



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