李敬法1 段鵬飛2

1.北京石油化工學院氫能研究中心；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，積極有序發展氫能源有助于實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“氫進萬家”，成為促進我國氫能規模化發展的關鍵抓手。但目前國內中低壓城鎮燃氣系統摻氫涉及的“摻—輸—用”等關鍵技術仍缺乏系統的測試和驗證，限制了燃氣摻氫技術的發展和推廣。

做法

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

圖 1 氫氣“摻—輸—用”一體化科技實驗平臺

（1）燃氣氫氣摻混模塊。將天然氣與氫氣在隨動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，實現對隨動流量摻氫技術的測試和驗證。

（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、連接件性能的影響，為評價管材與氫的相容性提供基礎實驗數據。

（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，以及新開發摻氫燃氣器具的產品性能。

（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行利用，同時預留熱電聯供系統、氫氣分離純化裝置接口，實現氫能與其他能源的互聯互補、綜合利用。

（6）安全模塊。設置架空、埋地、管廊等不同場景下摻氫燃氣泄漏的監測報警裝置，實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，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”鏈條的關鍵技術，為摻氫天然氣技術的進一步推廣提供理論及技術支撐。

啟示

氫能產業是我國未來產業的重點發展方向，也是新質生產力的重要代表，我國正大力開展氫能規模化應用產業鏈基礎設施建設。開展前期科技試驗平臺的建設和示范應用，對推動氫能技術的發展和大規模應用具有重要意義。該平臺響應“氫進萬家”的需求，對中低壓城鎮燃氣系統摻氫涉及的關鍵技術進行綜合、長期的實際測試和驗證，得到中低壓城鎮燃氣摻氫關鍵技術的第一手現場數據資料，為相關技術指標的驗證和改進提供了重要參考，對確保燃氣與氫氣在“摻—輸—用”整個鏈條的安全具有重要意義。

為了進一步提升平臺的科學價值，后續將進一步完善平臺的功能及擴大示范規模，為深入推動中低壓城鎮燃氣摻氫關鍵技術的驗證、法律法規及標準規范的制定、國家級行業政策的推廣等提供更完善的平臺基礎。此外，在推進燃氣摻氫工程實踐的過程中，企業、高校、科研院所是主力軍，各方需不斷加強合作，發揮各自優勢，開展聯合技術攻關，才能達到更好的研究效果。

資助項目：國家重點研發計劃“氫能技術”重點專項資助（2021YFB4001605）。

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