李敬法1 段鹏飞2

1.北京石油化工学院氢能研究中心；2.深圳市燃气集团股份有限公司

背景

氢能作为一种清洁、高效、灵活的二次能源，是我国能源体系的重要组成部分，积极有序发展氢能源有助于实现能源转型升级和降碳减排目标。从中低压城镇燃气系统入手推进“氢进万家”，成为促进我国氢能规模化发展的关键抓手。但目前国内中低压城镇燃气系统掺氢涉及的“掺—输—用”等关键技术仍缺乏系统的测试和验证，限制了燃气掺氢技术的发展和推广。

做法

2023年，深圳市燃气集团股份有限公司联合高校、科研院所在深圳市龙华新区观澜街道牛湖社区求雨岭站场，共同研发和建设了国内首个可推广、可复制的中低压城镇燃气氢气“掺—输—用”一体化科技实验平台（图1），可实现对中低压燃气系统掺氢—输氢—用氢等关键技术的集成测试和验证。平台主要有6个功能模块。

图 1 氢气“掺—输—用”一体化科技实验平台

（1）燃气氢气掺混模块。将天然气与氢气在随动流量掺氢设备内掺混，得到设定掺氢比及掺氢精度的掺氢燃气混合气体，实现对随动流量掺氢技术的测试和验证。

（2）减压调压模块。将掺氢燃气导入减压调压撬，验证掺氢对中低压燃气减压和调压性能的影响。

（3）管材相容性评价模块。将掺氢燃气导入管材模块，测试掺氢对不同型号金属管材、非金属管材、阀门、连接件性能的影响，为评价管材与氢的相容性提供基础实验数据。

（4）燃气器具测试模块。将掺氢燃气导入燃气器具，测试和验证传统家用灶具、热水器等燃气器具对不同掺氢浓度的适应性，以及新开发掺氢燃气器具的产品性能。

（5）终端利用模块。将掺氢燃气导入站内生活区及周边社区进行利用，同时预留热电联供系统、氢气分离纯化装置接口，实现氢能与其他能源的互联互补、综合利用。

（6）安全模块。设置架空、埋地、管廊等不同场景下掺氢燃气泄漏的监测报警装置，实现对掺氢燃气泄漏事故的监测和测试。

平台自2023年建成以来，已为求雨岭生活区安全供气近200天，掺氢比最高达20%，试验压力覆盖城镇燃气全部压力运行范围，较为系统地验证天然气掺氢“掺—输—用”链条的关键技术，为掺氢天然气技术的进一步推广提供理论及技术支撑。

启示

氢能产业是我国未来产业的重点发展方向，也是新质生产力的重要代表，我国正大力开展氢能规模化应用产业链基础设施建设。开展前期科技试验平台的建设和示范应用，对推动氢能技术的发展和大规模应用具有重要意义。该平台响应“氢进万家”的需求，对中低压城镇燃气系统掺氢涉及的关键技术进行综合、长期的实际测试和验证，得到中低压城镇燃气掺氢关键技术的第一手现场数据资料，为相关技术指标的验证和改进提供了重要参考，对确保燃气与氢气在“掺—输—用”整个链条的安全具有重要意义。

为了进一步提升平台的科学价值，后续将进一步完善平台的功能及扩大示范规模，为深入推动中低压城镇燃气掺氢关键技术的验证、法律法规及标准规范的制定、国家级行业政策的推广等提供更完善的平台基础。此外，在推进燃气掺氢工程实践的过程中，企业、高校、科研院所是主力军，各方需不断加强合作，发挥各自优势，开展联合技术攻关，才能达到更好的研究效果。

资助项目：国家重点研发计划“氢能技术”重点专项资助（2021YFB4001605）。

作者简介：李敬法，1990年生，博士，北京石油化工学院氢能研究中心副研究员，主要从事氢能管道输送技术方面的研究工作。联系方式：18810114816，cupljf@163.com。