综合平台

日前，我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳投用。该实验平台集测试、应用、生产功能于一体，标志着我国天然气掺氢输送管道及综合利用，以及“氢进万家”进入全新发展阶段，为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式。本版文图由石工建中原设计公司李慧提供。实验平台流程图在深圳市北部，距离市中心一个多小时的车程，坐落着深圳燃气集团公司求雨岭场站。在该场站的东南侧，一片郁郁葱葱的丘陵下，我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台正安静运行着。石工建中原设计公司设计的氢能应用综合服务站规划图。“掺氢”是将氢气与天然气进行不同比例混合，再利用现有的天然气管网进行输送。深圳燃气掺氢综合实验平台集测试、应用、生产功能于一体，掺氢比例为5%~20%，可实现绿电制氢、天然气掺氢、管道输送、管材验证等多维度技术应用和全流程工艺与设备应用示范，实现城镇燃气、氢气“掺-输-用”一体化功能。该平台投用为我国利用现有城镇燃气管道掺氢提供了可推广、可复制模式，标志着“氢进万家”进入全新发展阶段。该平台隶属于国家重点研发计划“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”，是深圳燃气集团公司于2022年联合中国石油大学（华东）、中国石化、清华大学、中科院、万和等10家单位共同参与的“产学研用”协同创新项目。其中，中国石化石油工程建设公司中原设计公司负责构建纯氢/掺氢输配管网模型、示范工程设计及相关标准规范的编制等工作。掺氢输送是氢能利用的重要途径之一我国是能源需求大国，能源消费量保持增长的同时也面临着严峻的低碳环保压力。氢气作为清洁能源，资源量丰富。作为燃料，具有零碳排放、速度快、效率高等特点。国家重点研发计划“氢能技术”重点专项是以推动能源革命、建设能源强国等重大需求为牵引，系统布局氢能绿色制取、安全致密储输和高效利用技术，贯通基础前瞻、共性关键、工程应用和评估规范等环节。其中，氢能运输属于研究范围。通常来看，产氢的地区和用氢的地区相距甚远，运输成本高，对管材安全性要求高。氢能运输成为制约氢能产业发展的薄弱环节，经济性和安全性均有待提高。为解决地区间长距离、大规模氢气资源输运与调配难的问题，掺氢天然气被提议为一种高效、安全输运的优选方案。据统计，2023年我国天然气消费量约3945亿立方米，按照10%的掺氢比例输运氢气可达350万吨，每标准立方米氢气的输运成本为0.12~0.46元。目前，全球已开展多项关于掺氢天然气的示范。欧洲氢骨架计划利用和改造现有的天然气管道实现氢气管道的基础设施建设，在英国基尔大学等已建成应用示范。他们将氢气掺入城镇燃气利用，验证了掺氢天然气与燃气管网的适应性。我国天然气管网发展较为成熟，如果用天然气掺氢的形式代替纯天然气，可充分利用现有基础设施，大大节约投资成本，形成氢气的普及利用，实现“氢进万家”。打通“制氢-掺氢-输氢-用氢”链条如何生产氢、把氢运输出去、让氢进万家？西安交通大学教授魏进家认为，我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，就能打通氢能从生产到运输再到使用的整个链条。该实验平台主要针对中低压纯氢与掺氢燃气管输系统的本质安全、工艺和完整性管理及终端应用，通过机理探究等手段，消除中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及应用瓶颈，形成以关键设备和工艺软件为核心的技术体系，并围绕管输工艺、管材、实验方法、应急抢修、燃烧器具编制标准体系。项目研究人员介绍，掺氢燃气管输部分需要建立一个科学的燃气掺氢综合实验平台，研究现役城镇燃气输配系统是否适用于掺氢天然气、最合适的掺氢比是多少、关键设备和部件是否需要改造等关键技术问题，形成相应的评价标准体系，为掺氢天然气在城镇燃气领域进行大规模应用奠定基础，进而建设以氢能社区为示范的产业体系。为了让实验数据更贴近实际、更真实，实验平台模拟了城镇燃气的全部应用场景，主要包括掺混模块、减压调压模块、管材相容性评价模块、燃气器具测试模块、终端利用模块。天然气与氢气通过掺混模块，能够得到掺氢体积比为5%~20%、掺氢精度为1%的掺氢燃气。减压调压模块进入管材相容性评价模块进行长周期实验测试后再进入燃气器具测试模块进行验证。测试完成，掺氢燃气进入千家万户。天然气掺氢，安全是重点。项目研究人员在天然气管道完整性管理技术的基础上，初步建立了掺氢天然气管道完整性管理技术，对掺氢天然气管道进行全生命周期安全管控。技术人员在平台各关键节点安装氢气报警器，并采购专业的氢气泄漏探测器，每两小时进行一次巡查。基于BIM建模技术，建立了平台数字化三维模型，并接入远程监控系统，对平台数据进行实时监控。该平台还为氢气泄漏提供了架空、埋地、管廊等不同场景的监测方法验证及事故后果测试。终端还预留热电联供系统、氢气分离纯化装置的测试功能，发挥氢能能源互联媒介和高效耦合的特性，推动氢能与电力、热力等能源的互联互补，实现氢能进入社区楼宇、居民家庭、交通领域乃至工业园区。该平台还预留了光伏+谷电制氢模块，旨在打造包含“制-掺-输-用”全链条的绿氢典范项目。该平台不仅需要承担不同钢级、不同压力、不同口径的管材及阀门、连接件、表具等燃气基础设施的氢环境长周期实验，而且需要对多种燃气器具及终端应用场景开展适应性研究，这对平台整体设计工作提出更高要求。中原设计公司2018年率先在国内开展“天然气掺氢输送工艺技术研究”，形成了关于天然气掺氢的工艺技术并取得专利，因此承担该项目的平台设计任务。技术人员针对纯氢/掺氢管输应用流程中的关键环节，结合各课题的研究成果，突破了中低压纯氢与掺氢燃气管道安全稳定高效输送及应用中的理论与技术瓶颈，在优化工艺流程设计、满足测试功能、多模块可拆卸工装段安装设计、便于操作、安全防护设施设计等方面下足功夫，设计成果满足了多种实验要求，构建并形成了完整的科技实验平台及标准体系。助力实现“氢进万家”，减少碳排放据相关机构预测，碳中和后，我国氢气年需求量约1亿吨，中低压管输及应用将会成为促进氢能规模化应用的重要手段。国家能源局将纯氢与掺氢管道示范作为“十四五”的重点任务。中国石化、中国石油、中国海油等均开展了纯氢与掺氢管道示范规划。氢气规模化应用成为我国能源发展的主要方向之一。当前，我国天然气管网规模可观，年输运天然气量接近4000亿立方米，天然气管道超过100万公里，其中长输天然气管道接近10万公里、城市燃气输配管道超过90万公里。中国城市燃气协会发布《天然气管道掺氢输送及终端利用可行性研究报告》，预测“十四五”期间，我国新增天然气管道掺氢示范项目15~25个，掺氢比例3%~20%，年氢气消纳量15万吨，总长度在1000公里以上。其中，新增长输天然气管道掺氢示范项目2~5个，掺氢比例3%，年氢气消纳量10万吨，总长度在800公里以上；新增城镇燃气掺氢示范项目10~20个，掺氢比例3%~20%，年氢气消纳量5万吨，总长度在200公里以上。据管道掺氢国家重点研发计划项目负责人李玉星介绍，掺氢天然气相比纯天然气，是一种更清洁的低碳燃料。如果掺氢比例为10%~20%，我国每年可减少碳排放量1000万~2000万吨。在天然气中掺入20%体积比的氢气，燃烧后的氮氧化物、一氧化碳等均可减少20%以上。目前，我国城镇燃气每年的用气量约4000亿立方米，在天然气中掺入20%体积比的氢气，我国每年可减少碳排放量约3000万吨。与以氢气、一氧化碳等为主的煤制气、焦炉气等相比，天然气的主要成分为甲烷，掺氢燃气对管材的长周期、宽压力作用还需进一步明确。我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，能更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价，并形成标准体系，推进“氢进万家”产业体系发展，助力实现“双碳”目标。探索清洁能源未来发展之路■中国石油大学（华东） 李玉星 教授依托科技部国家重点研发计划“中低压纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用关键技术”研发的我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台在深圳投用，为推广天然气管道掺氢技术提供了有力支持。天然气掺氢不仅代表了清洁能源技术的未来发展方向，而且为减少碳排放、推动可持续发展注入了新动力。我国氢能产业发展潜力逐渐释放考虑到氢能的独特优势，我国多地出台氢能产业支持政策。氢能制备、储运、基础设施建设等方面取得突破性进展，氢能产业发展潜力逐渐释放。目前，长三角、粤港澳大湾区、环渤海三大区域的氢能产业呈现集群化发展态势。我国掌握了一批电解水制氢装置、储运设备和燃料电池等先进技术，可再生能源制氢项目在华北和西北等地积极推进，电解水制氢成本稳中有降。天然气掺氢并非易事当前，减少碳排放、实现低碳发展已成为全球共识。天然气掺氢作为一种更加清洁低碳的能源替代方案，其必要性日益凸显。将氢气与天然气混合输送，不仅能够提高天然气的能源利用效率，而且能够降低燃烧产生的污染物排放量，有助于实现碳中和目标。然而，实施天然气掺氢并非易事。天然气和氢气的物理和化学性质差异较大，掺入氢气后可能会对燃气管道、阀门、连接件等基础设施产生由氢脆引发的氢致失效及泄漏等安全隐患。此外，掺氢比例的控制、氢气的制备与储存，以及掺氢后的输送与分配等问题，都需要进行深入研究和技术攻关。实现“氢进万家”还需更加努力我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，为解决上述问题提供了有力支持。该平台不仅具备掺氢实验、测试验证和生产功能，而且能够模拟城镇燃气的全部应用场景。通过该平台，可以精准控制掺氢比例，确保掺氢过程的安全性和稳定性。该平台还能为下游用户提供不同比例的掺氢天然气。从目前运行情况来看，实现掺氢燃气的宽压力、长周期、规模化应用是可行的。未来还需对此进行长周期实验，更准确地对现役燃气基础设施进行适应性评价并形成标准体系。该平台的投用只是大规模推广掺氢天然气的开始，还要各大城燃企业一起努力，投入大量的人力、物力、时间来开展实验测试研究，形成相应的标准和评价体系。从产业链角度而言，天然气长输管道掺氢、氢气来源、下游燃器具适应性等相关问题还需进一步研究。可预见的是，随着可再生能源技术的不断发展和应用，氢能将成为一种重要的清洁能源。通过利用光伏、风电等制绿氢，可以为掺氢平台提供稳定、廉价的氢源。随着氢能产业链的不断完善和技术进步，掺氢比例有望进一步提高。总之，我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台的投用，有望推动氢能技术的广泛应用和石油天然气行业的绿色低碳发展，为实现碳中和目标和可持续发展注入新动力。

广西茧丝质量综合检测平台建设成效 　　贴近产业需求，服务产业发展 　　“十一五”以来，广西积极承接国家“东桑西移”产业转移，桑蚕茧丝绸产业快速发展，从2005年起连续7年产桑蚕茧产量居全国第一。广西已成为我国桑蚕干茧、丝、绸等产品生产、加工、出口的重要基地。面对广西特色纤维产业发展新形势，我所结合自身优势，充分发挥检测技术对产业发展的推动作用，着力打造检测技术服务平台----广西茧丝质量综合检测平台，立足产业发展，服务市场需求，走出了一条可持续发展的路子。 　　一、整合资源，发展能力 　　广西年产干茧近8万吨，生丝近2万吨，蚕丝被近40万床，茧丝产业的快速发展对我省的纤检事业也是一个严峻的考验。为更好地服务地方经济，为“东桑西移”工程的推进保驾护航，我所着力建设广西茧丝质量综合检测平台，为广西桑蚕茧丝绸产业服务，促进产业质量提升。2007年，我所率先在南宁建立桑蚕干茧公证检验实验室，成为全国首批桑蚕干茧公证检验实验室。同年，建成达到国内一流水平的生丝质量检测实验室。根据茧丝绸产业发展趋势，制定了茧丝绸实验室发展规划。目前，我所已在陆续建成了桑蚕干茧南宁实验室、国家茧丝绸产品质量监督检验中心(柳州)，在优质桑蚕茧产区––宜州建设了广西茧丝产品监督检验中心，实验室总面积超过5000m2，配备自动缫丝测试仪等仪器设备200余台套，检测能力范围覆盖桑蚕鲜/干茧、生丝、丝绸织物、蚕丝被四大类产品，专业茧丝绸检验技术人员50余人，打造成西南片区最大的茧丝绸质量综合检测技术服务平台，基本形成了覆盖面广、检测产品齐全的茧丝绸检测服务能力，每年承担茧丝绸类产品公证检验、委托检验、监督抽验检近3000批次。 　　二、紧贴需求，增强服务能力 　　我所把为企业服务、促进企业技术水平提升作为出发点和落脚点，为企业提供最先进的质量技术服务。 　　着手建立检测网络，实现资源共享。广西区内的桑、蚕茧种养比较分散，全区多个市县都建有鲜茧收购站，分布面广，但是主要生产基地为宜州、贵港、柳州等地。我所敏锐地把握产业发展的特点，依次在南宁市、柳州市、宜州市三地建立茧丝绸检测实验室，组成桑蚕茧丝绸检测服务网，把检测资源延伸至桑蚕茧主产地，在科学的组织与管理下，实现全区桑蚕茧丝绸检测资源共享。我们正在建设的茧丝检测技术服务平台，通过网络技术整合实验室资源，串联辖区内茧丝绸生产加工企业，及时跟踪产地的质量状况、生产加工技术水平以及市场贸易情况，为企业提供快捷方便的检测技术服务。根据企业的需求，平台能够实现网上报验，检验任务安排，组织实验室以最快的速度上门抽样，方便及时地为企业提供快捷的服务。平台就如同企业的内部检测实验室一样方便快捷，从而把企业的质量、技术控制从企业生产经营管理中解脱出来，由平台提供专业检测服务，有效降低企业的生产成本和管理成本。 　　广西茧丝质量综合检测平台以南宁实验室为中心，依托南宁、柳州、宜州三地茧丝实验室，以检测技术为基础，以信息服务为手段，以网络为载体，通过改造信息网络系统，增强信息收集、查询、服务、数据分析、预警等功能，为桑蚕茧丝及其深加工产品生产加工企业、茧丝交易市场以及科研单位提供快捷、高质量、低成本的质量检测、信息服务，实现桑蚕茧丝检测资源、信息的集成与共享。 　　三、开展技术服务 　　根据广西区内桑蚕茧丝企业开展创业、创新的需求，广西茧丝质量综合检测平台为企业进行技术提升、新产品研究提供多种技术服务，帮助企业规避技术风险、降低开发成本、缩短研发周期，加快发展速度。根据广西桑蚕茧丝产业结构调整和产品升级换代的需求，平台注重收集、分析相关的国家技术法规、标准信息，研究发展动态和应对措施，为政府宏观调控、科学决策提供依据。平台每年还为企业举办了十多场次的专业技术培训班、标准宣传会、法规解读会、展示会等，帮助和督促企业按照国家规范和标准进行生产，参与国际竞争。 　　1、检测服务。广西茧丝质量综合检测平台充分利用现有的检测试验设备和地理优势，为大宗茧丝交易市场提供公证检验报告，维护茧丝贸易秩序公平、公正，为广西区内相关企业及同类型企业产品提供良好的检测服务，并为其产品的推广，市场准入提供具有法律依据的检验报告。 　　以干茧公检为例，我们总结公检发挥有效性的经验，检测服务应贴近生产流通实际，提升检测服务产业发展有效作用。自从2007年以来，我们先后建成南宁、宜州、柳州三个干茧公证检验实验室，为广西大宗茧丝交易市场、广西宏基茧丝优先责任公司等企业提供公证检验服务，共计完成干茧公证检验2万吨，出具公证检验证书2000多份，为广西蚕茧交易流通提供了良好的服务。我所按照“高起点、高标准、高要求”的公检试点工作要求，进一步理顺各方关系，完善各项工作制度，强化服务意识，提高检验效率，有效缩短出证周期，保证试点企业对干茧公证检验的需求，努力提供优质服务，苦练内功，提高检验和管理水平，提高公检工作质量，扩大公检的覆盖面和影响力。过去几年，干茧公检在干茧交易市场中发挥了不可替代的作用，公检证书成为交易干茧的质量凭证和结算依据。市场干茧交易的价格要依据公检结果进行升贴水计算，交易的干茧质量信息是价格形成的主要参考指标。这些都表明，桑蚕干茧公证检验已经成为广西市场交易的一个重要环节，是整个交易过程不可或缺的一个部分，充分体现了检测技术服务产业发展的作用。交易市场公检量的快速增加，公检的公信力和有效性不断提升，市场正是依托干茧公检的推动力，发展交易并取得良好效果。每批通过市场交易的干茧，其公检数据均在广西大宗茧丝交易市场网站上公布，作为交易的质量参考依据，客户可以直接浏览干茧质量数据，根据自己的需求选择合适的干茧。干茧公检证书的公开，增强了交易的透明度，使交易能在公平的环境中进行，促进了交易的发展。在传统的干茧现货交易中，大部分由缫丝企业单方面抽样试缫，干茧质量指标由缫丝企业检测，经常发生压级压价的情况。同时，因为抽样的规范性和代表性不足，经常出现试样结果与整批干茧质量不符，造成贸易纠纷。开展干茧公证检验以后，强化干茧公检在现货交易中的结算作用，公检证书指标得到企业认可，检验指标反映了生产工艺控制指标，企业参与公检的积极性明显提高，推动了市场公平交易、以质论价。 　　2、技术服务。广西茧丝质量综合检测平台在自主创新的基础上，根据广西区内经济建设和市场需要，不断对桑蚕茧丝领域的重大技术问题组织技术攻关，为相关企业提供成熟、配套的技术、工艺。同时实行开放式服务，接受有关部门、企业委托的桑蚕茧丝领域的技术研究。针对区内蚕丝被产业发展迅速，但产品质量不高，低端产品比例大的现状，我们主动深入企业一线，为企业提供技术服务，协助企业改进生产工艺，并为企业提供检测技术服务，帮助企业提高蚕丝被产品质量。我们派出骨干技术人员深入企业调研，协助企业分析产品质量问题，提出改进意见。在某企业生产蚕丝被时，将蚕丝被产品送至我们实验室进行检测，发现某项目超标，导致产品不合格，严重影响了正常生产，我们得知这一情况，主动联系企业负责人，派出两位技术人员到企业生产线进行实地调研，发现了生产工艺上存在的问题，提出改进工艺技术方案，得到了企业的采纳，解决了质量超标的问题，使该企业的蚕丝被质量达到了标准要求。 　　3、培训与咨询服务。广西茧丝质量综合检测平台发挥专业技术服务平台优势，加强内部和外部的人才培养工作，根据同行、相关企业的委托培训要求，组织专业技术人员或委托研究机构、学院的著名专家开展技术人员、测试员、技工的培训工作。我们针对广西茧站从业人员素质不高，技术水平不高，蚕茧烘烤经验不足等情况，我们几年来坚持开展蚕茧收烘技术培训工作，每年均在蚕茧主产区举办若干次培训班，集中培训茧站工作人员，培训内容包括烘烤技术、检测技术、法律法规、质量知识等，累计组织培训超过3000人次，为广西蚕茧收购人员素质提高作出了巨大贡献。 　　每年，我们根据检测工作积累的质量数据，通过调研、数据汇总、分析，研究当前茧丝产业质量发展变化趋势，形成茧丝产业质量分析报告，提供给有关政府、行业主管部门参考，为地方政府制定宏观产业调控政策，合理引导产业发展提供技术支撑，为提高产业质量水平，服务产业结构调整，促进产业健康发展发挥更大作用，得到了有关部门的充分肯定。反过来，政府部门也进一步了解我们工作的重要性和有效性，加大了对我们工作支持力度，在项目建设、设备投资等方面给予了大力支持，形成良性循环。 　　4、科研服务。广西科技厅组建由经贸、质监、财政、科技、农林、建设、环保、科协、企业等部门共同组成广西茧丝绸技术联盟，充分调动资源，开展检测技术及标准的研究和检测设备的研制开发。我们作为技术联盟首批成员单位，利用广西桑蚕茧丝检验技术服务平台，充分发挥专业技术服务平台的资源优势，组织和邀请同行、科研机构、大专院校及用户单位，围绕茧丝绸行业新产品、新技术、新工艺等内容，积极申报承担科技研究项目，取得良好成果。近年我们共承担了省部级科研项目5项，其中承担的项目《茧丝质量检测技术研究》的成果获广西科技进步奖二等奖。 　　五、加大投入力度，增加自身发展后劲 　　为了完善广西茧丝质量综合检测平台建设，增强发展后劲，必须加大的投入力度，计划每年将专项建设费用和检验收入的20%作为平台发展基金，优先用于平台建设。优化上级部门下拨科技资金配置方式，优化各类科技资金配比，按照功能分类设置专项资金，用于检验平台建设。鼓励社会资金捐赠支持创新活动。

“这儿的水被污染了!”每当接到这样的举报，通常的做法是到现场——采集样本——带回化验——找专家会诊——制定解决措施，一来二去要好几天。这样的事情有望在国内成为历史。记者从省环保部门了解到，哈工大宜兴环保研究院近日研制出国内首台辆环境120应急综合服务平台车，集移动检测、数据采集等于一体化的高科技现代化移动平台。同时，车内配备的监控无人机、爬壁机器人和管道机器人等秘密武器，可为突发环境污染事件情况提供一站式服务。　　据哈工大宜兴环保研究院的工作人员介绍，近年来我国突发环境污染事件时有发生，已有的环境检测车，大部分是由汽车改装厂参照其他专用车辆改装的，实际上只是一台环境治理流动监测车。而这台环境120应急综合服务平台车则配备了便携式移动检测设备、车载实验室、数据分析及传输设备等，具备了应急监测、信息传输、技术决策、应急治理等功能。同时，车上还并配备了无人机、管道机器人和爬壁机器人等高科技设备，可在突发污染情况下更好的采集环境样品。另外，车内的数据传输功能和视频会议设备还可用于专家会诊，实现了现场指挥。