中国石油管道局设计院新能源青年团队绿色低碳路上的青年先锋队

赵立前 张媛媛

绿氢作为工业脱碳和光能、风能充分利用的完美结合，被誉为“21世纪的终极能源”。天然气掺氢技术是将氢气以一定体积比例掺入天然气，利用已有的天然气管道输送至用户端，是目前实现氢气大规模、长距离输送的最佳选择。为了测试天然气管道掺氢的适应性，打通氢能利用“最后一公里”，解决“卡脖子”问题，中国石油管道局设計院成立了由20名青年组成、平均年龄34岁、硕士以上学历占比70%的新能源青年团队，成功完成了我国首个宽掺氢比、高均匀度天然气掺氢综合试验平台的开发、实施及测试运行。

2022年12月，由新能源青年团队设计的天然气掺氢试验平台通过竣工验收并正式投用，在国内率先实现了天然气掺氢输送关键问题研究走出实验室，为全国输氢管道的建设推广提供科学论证。该试验平台，是我国目前规模最大、应用范围最广的综合实验平台。

努力钻研 攻克平台设计核心技术

接到设计任务后，为了顺利完成工作，2021年开始，新能源青年团队先后通过查阅论文资料、现场实地调研等方式，调研了国内外纯氢管道和掺氢管道现状。资料显示，我国目前的氢气管道长度仍然落后发达国家，且建设进度较慢。掺氢管道方面，我国现阶段天然气掺氢利用的比仅为3%，欧美多个国家天然气掺氢运输最高比例达到20%。

2022年7月，团队到洛阳调研了我国首条氢气长输管道，该管道是国内目前已建管径最大、压力最高、输量最高的氢气管道，也由中国石油管道局设计院设计完成。自投运以来，管道已平稳安全运行了8年。团队通过与管道运行单位积极沟通，了解到管道自投产以来平稳运行，未发生泄露等各类事故，站场各种设备运行良好，未进行过设备大修，管道及站场不存在泄露情况。调研反馈的信息证明了在设备选型、管材选择是适应临氢环境要求的，调研结果为团队开展掺氢平台设计提供了参考。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。”新能源青年团队始终坚持核心技术的自主研发。为了选出适合纯氢和掺氢管道的管材，团队进行管材性能数据分析及氢环境相容性的试验，开展了慢应变速率拉伸试验、疲劳寿命试验、断裂韧度试验等力学试验。经过上百种不同管材、工况组合的测试，团队选出了满足搭建平台条件的管材。

近年来，新能源青年团队先后完成了天然气掺氢管道现场试验平台设计、服役工况纯氢/掺氢管道管材和设备测试方法、服役工况纯氢/掺氢管道管材和设备测试功能设计、测试平台安全保障技术及投产运营保障技术等研究工作，研究了不同掺氢比例下的管材、设备、阀门等适应性，研究了同时开展6%、9%、12%、24%的掺混测试技术及模块化功能拓展方法，研究了密封材料、焊接工艺、氢气分层测试技术，研发了宽掺氢比、高均匀度掺氢混气系统，实现了全自动精准控制，形成了掺氢比例0～100%范围的掺混系统设计技术。

凝心聚力 填补国内综合掺氢试验平台空白

为了确保试验平台建设各项工作顺利完成，直至投运交付，团队青年凝心聚力、同心协作。各专业之间积极协调沟通，主动分析与常规天然气管道设计存在技术差异，全面进行数字化设计，规避因专业间沟通不畅导致的图纸频繁改动，保证了施工图纸按时完成，也为后续平台施工建设创造了有力的条件。平台选址及建设过程中，团队青年多次赴现场开展调研、配合施工等工作，克服了食宿、交通、高温酷暑、疫情等困难。现场的协调电话经常一个接着一个，团队成员用过硬的专业知识和耐心的工作态度，解决了建设过程中的一个个问题，用积极进取的精神，确保掺氢试验平台的任务顺利完成。

平台建成后，填补了国内综合掺氢试验平台空白。

来自城市燃气管网的天然气和化工厂的工业副产氢通过综合测试平台掺混开展掺混测试，同时开展四种掺氢比例下各类管材、设备的测试，最高比例的掺氢天然气通过2公里的管道输送至下游锅炉掺氢燃烧测试。目前平台运行压力1.0MPa，已经开展了流量计、调节阀、压变、温变和地上及地下L245、20#钢钢管、PE管管材试验测试。经过第一阶段100余天测试，宽掺氢比、高均匀度掺氢混气系统、静态分层试验方法、仪器仪表标定等功能均运行良好，掺氢比例达到24%，掺混精准可控，满足试验要求。

牢记使命 助力端牢能源饭碗

习近平总书记一直高度重视能源安全，多次作出重要论述，为中国能源高质量发展指明方向，为能源行业在新时代新征程上推动高质量发展提供了根本遵循、注入了强大动力。

能源转型，势在必行。作为新能源产业的一个细分领域，氢能发展势头强劲。我国已将氢能列为重要战略新兴产业。到2030年，我国氢气需求量将达到3500万吨，到2050年需求量接近6000万吨。未来，氢能将成为我国能源体系的重要组成部分。作为中坚力量，团队在掺氢平台的研发、建造和运行过程中起到了不可或缺的作用。

保持技术的行业领先地位，以技术带动市场，是团队的发展思路。团队始终重视科研投入，依托核心业务优势，联合新能源产业链各环节优势企业、科研院所和知名大学，形成产业创新联合体。目前，正在开展纯氢/掺氢管道国家重点研发项目1项，省部级研发计划4项，形成了中低压纯氢管道输送设计技术、天然气管网掺氢输送工艺技术、临氢材料选用技术等，掌握了输氢管道水力系统分析技术、输氢管道定量风险评价技术和完整性评价技术。研制了掺氢系统撬装化集成模块，研发了高精度流量随动精准掺混自动控制程序。已发布团体标准3项，企业标准20项，专利及专有技术多项，正在编制行业标准2项，掺氢及纯氢管道输送技术达到国内领先水平。

新能源青年团队秉承“敢想、敢做、敢创新”宗旨，深入科研课题，加强氢储运、CCUS、风电、光伏、储能等核心技术攻关，积极推动科研—设计—施工深度融合，为深耕新能源领域做好铺垫，助力我国“碳达峰、碳中和”目标的达成。

责任编辑 华南