拓展氫能儲運 創新引領未來——記中國石油大學(華東)氣體儲運與安全技術研究中心李玉星教授氫能團隊

當今時代，能源安全關係著國家經濟社會發展的全局，尤其是油氣資源作為不可再生能源，其重要性更是不言而喻。同樣，作為能源運輸的重要工具，油氣管道在保障國家工業發展與民生能源安全方面具有重要的戰略地位，是國家“血脈”。近年來，隨著我國“雙碳”戰略的提出，為油氣管道注入了新的“血液”，保障油氣管道輸送的高效安全成為了眾多科研人員的使命。

李玉星教授接受央視採訪

中國石油大學（華東）儲運與建築工程學院儲運工程系二級教授／博士生導師、“油氣儲運工程”學科帶頭人、山東省泰山學者特聘專家、國家重點研發計劃首席專家李玉星，就長期從事管道輸送與安全方面的研究工作，作為氣體儲運與安全技術研究中心團隊的負責人，李玉星帶領團隊立足於國家和行業重大戰略需求，針對氫能管道輸送、二氧化碳管道輸送、海洋油氣多相流輸送及液化儲運等理論與技術取得了開創性、系統性的學術創新貢獻，在油氣管道輸送領域攻堅克難，為國家油氣管道和能源安全保駕護航。

紮根油氣儲運　團隊齊心協力

30年紮根于油氣運輸儲運技術領域，讓李玉星積累了深厚的研究經驗。截至目前，李玉星已經主持了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金重點項目、國家科技重大專項等國家及省部級課題50余項，以及企業項目120余項。他迄今已發表論文560余篇，授權發明專利近90件，轉化應用12件，並參與編制國家、行業等標準10項。在純氫／摻氫燃氣管道輸送、超臨界二氧化碳管輸及安全控制、複雜多相管輸工藝和計算、水合物形成預測與防控、FLNG工藝及設備和管道泄漏監測等方面取得了富有創新性的研究成果，多項科技成果在國內外推廣應用，取得了巨大的經濟效益和社會效益。

作為學校眾多優秀科研團隊之一，中國石油大學（華東）氣體儲運與安全技術研究中心團隊人才匯聚，在李玉星的帶領下，敢為人先、奮勇前行，積極響應國家“雙碳”目標及發展新質生産力的政策，針對氫能管輸及儲運開展了一系列系統且深入的研究。

其中，劉翠偉教授是氫能方向的主要負責人，主要研究氫氣管道輸送與儲存、　油氣與新能源融合輸送及管道泄漏監測與風險評價等，獲評了國家青年拔尖人才；韓輝副教授精通數值模擬技術，他主要負責氫氣管道安全風險評價與完整性管理研究，取得了可圈可點的成績；朱建魯副教授具有豐富的工程實踐經驗，主要負責氫氣管道輸送工藝研究；俞欣然副教授具有海外名校碩／博士學歷，主要負責地下儲氫庫相關研究。此外，“九零”後博士後王財林也是氫能團隊的重要成員，他主要負責氫氣管道材料失效與安全控制研究。

正是這些優秀的人才匯聚在一起，作為氫能團隊的重要成員，他們跟隨著李玉星在氫能科研道路奮勇前行、攻堅克難，為完成氫能團隊的科研任務竭盡全力。

李玉星教授（右一）在摻氫燃氣平臺開展研究工作

攻克技術難題　創新氫能儲運

近年來，隨著我國“雙碳”目標的提出，對油氣儲運技術研究提出了新的要求。氫能被譽為21世紀“終極能源”，是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，可廣泛應用於交通、工業、家庭用能等領域，現已成為全球能源技術革命的重要方向。早在2015年，李玉星就注意到了氫能的發展，開始“琢磨”摻氫燃氣管道輸送相關技術問題。

據李玉星介紹，氫能是實現“雙碳”目標、保障國家能源安全的理想能源，但是制氫與用氫在區域上相距較遠，運輸成本高，對於管材安全性要求高。因此，氫能運輸成為制約我國氫能産業發展的薄弱環節，經濟性和安全性均有待提高。而“摻氫”就是將氫氣與天然氣按不同比例混合，再利用現有的天然氣管網輸送，被認為是一種高效、安全輸運的優選方案。李玉星表示，純氫與摻氫燃氣管道輸送及其應用是解決氫能大規模安全穩定高效輸送難題的關鍵。

為了解決氫能大規模安全穩定高效輸送的難題，在承擔的國家重點研發計劃“氫能技術”重點專項“中低壓純氫與摻氫燃氣管道輸送及其應用關鍵技術”中，李玉星帶領氫能團隊攻堅克難，突破了中低壓純氫與摻氫燃氣管道安全高效輸送及其應用的理論與技術瓶頸，形成了系列原創理論和技術與標準體系；同時，他帶氫能領團隊扎進管網項目現場，深入走訪調研，結合在實驗室中反覆打磨，建成了依託純氫與摻氫燃氣管輸及應用科技試驗平臺的專業實驗室，成功打造了摻－輸－用一體化的氫能應用示範鏈條，形成了系列原創理論和技術與標準體系，為國家“雙碳”目標的實現提供了技術創新支撐，提升了我國氫能輸運與利用的創新水準、國際競爭力和影響力。

目前，李玉星帶領團隊聚焦氫能儲運産業鏈理論研究和技術研發，研究主要從純氫／摻氫天然氣儲運工藝、相容性、安全輸送、燃燒利用和標準規範五個方面開展。在氫促失效機理、摻混非均勻分佈、事故特徵演化、燃燒穩定性等領域建立了系統的理論體系，形成了滲氫擴散測試裝置、隨動流量摻氫設備、燃氣器具等一系列核心智慧財産權群，形成了滲氫擴散測試裝置及技術、隨動流量摻氫設備、完整性管理軟體、摻氫燃氣綜合實驗平臺一批貫穿摻氫、輸氫、用氫等各環節的代表性、原創性成果。其中比較有代表性的關鍵技術就是隨動流量摻氫設備，李玉星介紹説，“氫分子比天然氣分子小，在管道內流動時速度更快，可能會導致流動不穩定。同時，兩者分子量不一樣也可能會導致分佈不均勻的問題。我們開發了隨動流量摻氫設備，開發了軟體系統，從而可以動態控制摻氫混氣均勻度，確保摻氫後下游用氣氣質穩定性。”

科技是第一生産力，科研成果只有落地應用，才能真正産生價值。2023年，由氫能團隊牽頭在深圳研發、建設的我國首座城鎮燃氣摻氫綜合實驗平臺成功投入使用，作為國內首個可推廣、可複製的城鎮燃氣氫氣摻－輸－用一體化平臺，該平臺摻氫比達到20％，壓力範圍覆蓋城鎮燃氣的全部壓力運作範圍，用氫面積85000平方米，用氫人口超過4000人，現已安全供氣200多天，實現了摻氫燃氣的寬壓力、長週期、規模化應用。平臺整合了測試、驗證、生産功能，是目前我國乃至世界上建設功能最全面、技術整合最先進的科技實驗平臺，形成了可推廣、可複製的撬裝化、標準化項目成果。該平臺的穩定運作意味著李玉星氫能團隊系列科研成果正式落地應用，標誌著氫能利用進入了全新的發展階段；2023年11月，李玉星氫能團隊參與完成了國內首次全尺寸摻氫天然氣管道、封閉空間泄漏燃爆試驗成功實施，填補了我國長輸天然氣管道摻氫燃爆驗證試驗的空白，為實現天然氣長輸管道摻氫輸送技術自主可控奠定了基礎。為此，李玉星兩次接受中央電視臺採訪，相關科研成果被央視《朝聞天下》《新聞直播間》進行了報道。

李玉星表示，未來他們將開展純氫與摻氫燃氣管輸及應用關鍵技術研究，真正實現氫能應用的示範産業鏈，推動“氫進萬家”戰略的實現。

隨著時代的不斷發展，能源問題只會愈加突出，油氣儲運科研任重而道遠。肩負能源戰略安全的時代重任，為了實現氫能管道輸送在國內和國際領跑，李玉星帶領氣體儲運與安全技術研究中心氫能團隊，不斷探索創新，燃燒熱血青春，發揮智慧力量，步履不停、勇毅前行，為祖國加“油”，為民族爭“氣”，堅決守護國家能源安全。（文／張霞）

團隊成員合照