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.深圳市燃氣集團股份有限公司

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)現能源轉型升級和降碳減排目標。從中低壓城鎮燃氣系統入手推進(jìn)“氫進(jìn)萬(wàn)家”，成為促進(jìn)我國氫能規�；�發(fā)展的關(guān)鍵抓手。但目前國內中低壓城鎮燃氣系統摻氫涉及的“摻—輸—用”等關(guān)鍵技術(shù)仍缺乏系統的測試和驗證，限制了燃氣摻氫技術(shù)的發(fā)展和推廣。

做法

2023年，深圳市燃氣集團股份有限公司聯(lián)合高校、科研院所在深圳市龍華新區觀(guān)瀾街道牛湖社區求雨嶺站場(chǎng)，共同研發(fā)和建設了國內首個(gè)可推廣、可復制的中低壓城鎮燃氣氫氣“摻—輸—用”一體化科技實(shí)驗平臺（圖1），可實(shí)現對中低壓燃氣系統摻氫—輸氫—用氫等關(guān)鍵技術(shù)的集成測試和驗證。平臺主要有6個(gè)功能模塊。

圖 1 氫氣“摻—輸—用”一體化科技實(shí)驗平臺

（1）燃氣氫氣摻混模塊。將天然氣與氫氣在隨動(dòng)流量摻氫設備內摻混，得到設定摻氫比及摻氫精度的摻氫燃氣混合氣體，實(shí)現對隨動(dòng)流量摻氫技術(shù)的測試和驗證。

（2）減壓調壓模塊。將摻氫燃氣導入減壓調壓撬，驗證摻氫對中低壓燃氣減壓和調壓性能的影響。

（3）管材相容性評價(jià)模塊。將摻氫燃氣導入管材模塊，測試摻氫對不同型號金屬管材、非金屬管材、閥門(mén)、連接件性能的影響，為評價(jià)管材與氫的相容性提供基礎實(shí)驗數據。

（4）燃氣器具測試模塊。將摻氫燃氣導入燃氣器具，測試和驗證傳統家用灶具、熱水器等燃氣器具對不同摻氫濃度的適應性，以及新開(kāi)發(fā)摻氫燃氣器具的產(chǎn)品性能。

（5）終端利用模塊。將摻氫燃氣導入站內生活區及周邊社區進(jìn)行利用，同時(shí)預留熱電聯(lián)供系統、氫氣分離純化裝置接口，實(shí)現氫能與其他能源的互聯(lián)互補、綜合利用。

（6）安全模塊。設置架空、埋地、管廊等不同場(chǎng)景下?lián)綒淙細庑孤┑谋O測報警裝置，實(shí)現對摻氫燃氣泄漏事故的監測和測試。

平臺自2023年建成以來(lái)，已為求雨嶺生活區安全供氣近200天，摻氫比最高達20%，試驗壓力覆蓋城鎮燃氣全部壓力運行范圍，較為系統地驗證天然氣摻氫“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，我國正大力開(kāi)展氫能規�；瘧�用產(chǎn)業(yè)鏈基礎設施建設。開(kāi)展前期科技試驗平臺的建設和示范應用，對推動(dòng)氫能技術(shù)的發(fā)展和大規模應用具有重要意義。該平臺響應“氫進(jìn)萬(wàn)家”的需求，對中低壓城鎮燃氣系統摻氫涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合、長(cháng)期的實(shí)際測試和驗證，得到中低壓城鎮燃氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)的第一手現場(chǎng)數據資料，為相關(guān)技術(shù)指標的驗證和改進(jìn)提供了重要參考，對確保燃氣與氫氣在“摻—輸—用”整個(gè)鏈條的安全具有重要意義。

為了進(jìn)一步提升平臺的科學(xué)價(jià)值，后續將進(jìn)一步完善平臺的功能及擴大示范規模，為深入推動(dòng)中低壓城鎮燃氣摻氫關(guān)鍵技術(shù)的驗證、法律法規及標準規范的制定、國家級行業(yè)政策的推廣等提供更完善的平臺基礎。此外，在推進(jìn)燃氣摻氫工程實(shí)踐的過(guò)程中，企業(yè)、高校、科研院所是主力軍，各方需不斷加強合作，發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢，開(kāi)展聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，才能達到更好的研究效果。

資助項目：國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”重點(diǎn)專(zhuān)項資助（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。