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“氢”装上阵 发力新能源

管道局氢能业务发展纪略

  管道局设计院副总经理李国辉没有想到,7年前设计的济洛线,会在这两年火了起来。8月18日,李国辉表示,针对当前国内普遍面临的储氢、运氢等难题,着眼新技术、新材料研究,改变氢能储运现状,推进氢能基础设施建设,既是国家所需,又是能源储运企业把握时代机遇、承担社会责任的必选课题。

  设计龙头迎难发力

  济洛线即济源—洛阳氢气管道,2015年12月投产,是国内已建管径最大、压力最高、输气量最高的长距离输氢管道。随着国家“双碳”目标的提出,这条标志性管道吸引了诸多企业、高校、科研院所的目光,其设计者自然也成为被关注的对象。问技术、求合作、调研交流的访客令李国辉应接不暇。

  接触多了,李国辉发现,氢能很火,但社会上还是关注上下游的多,愿意做储运的少。我国氢能供给侧集中在西部,而需求侧集中在东部,这种不平衡的状况决定了要发展氢能,解决储运问题非常关键。相对于上下游技术的成熟,氢能储运的研发基础薄、难度大、成本高,让很多参与者望而却步。

  为加快新能源研究步伐,2021年5月,管道局设计院挂牌成立新能源创新中心,集中力量为包括氢能在内的新能源研究应用提供机制保障。

  工程应用方面,管道局正在规划建设的河北旭阳公司定州至高碑店长输氢气管道工程颇受业内关注。这是国内第—条长距离、高输量、燃料电池级氢气管道。宁夏天然气掺氢示范中试项目是国内首个燃气管网掺氢试验平台,对于持续积累输氢、掺氢管道设计经验意义重大。内蒙古氢能走廊建设已进入前期审批阶段,工程将建设全国首个蓝氢生产基地和首条商用输氢管道,届时可实现内蒙古气进京,打通氢能供需两侧。

  科技成果方面,管道局设计院主持编制企业标准两项、行业标准两项、团体标准一项,获得发明专利三项。其中,《氢气输送管道工程设计规范》已完成第一版讨论稿,正式稿预计于年底发布。该规范是氢气管道设计的团体标准,它的编制发布将填补国内氢管道输送标准领域的空白,对健全氢气管输标准体系、促进技术进步与氢能产业发展具有重要意义。

  通过与清华大学、燕山大学、福州大学等高校合作,管道局设计院在掺氢、固态储氢领域取得初步成果,其中10公斤储罐实验成功后即可进入量产,合成氨输送项目已于6月启动。

管道局济洛氢气管道工程施工现场。

  施工研究乘势而上

  今年7月,管道局三公司依托济洛线实践经验,完成了《长距离氢气输送管道施工工法(申报稿)》的编写。该工法是国内首个长输氢气管道施工工法。

  管道局设计院是济洛线的设计者,管道局三公司则是济洛线的建设者。7年前合作的这两家单位,7年后又同时享受到了这条管线带来的新能源红利。

  2021年以来,管道局三公司在新能源业务发展方面不断发力,成立新能源新业务推进工作领导小组,研究出台《管道三公司新能源新业务发展规划1.0》,制定2022年新能源新业务工作要点,还在今年2月管道局科技中心组织的“揭榜挂帅”中,获得两个局级新能源科研课题,其中之一就是“氢气管道配套施工技术研究”。

  基于施工业务的同质化,管道局三公司一直在寻求新能源业务差异化发展的突破口。“双碳”目标的提出,集团公司、管道局对新能源业务的重视,再加上济洛线的建设经验,让三公司对新能源业务发展充满信心。公司副经理方杰是新能源业务推进工作领导小组成员兼新能源项目组负责人。他介绍,就施工而言,国内很多研究者不得不面对这样一个现实:缺少工程实践、技术创新不足、标准尚处空白。这给氢管道建设研究带来了不小阻碍。

  值得庆幸的是,国内自主建设的5条典型纯氢/混氢输氢管道中,管道局三公司参与了其中3条。面对这一宝贵稀缺资源,方杰带领研究团队重新总结整理工程信息,调研管线运行状况,于2021年11月发布了《大口径高压力大流量氢气长输管道工程建造的实践研究》。这是国内首个基于氢气长距离输送管道工程建设的实践案例研究成果。

  说起技术创新,方杰说:“长距离输氢管道要想规模化建设,优化焊接方案尤为重要。”管道局三公司组织技术、技能专家,研究了适用于氢气管道焊接的新型半自动焊、全自动焊技术。这两项技术与传统焊接工艺一起,被方杰称为“为客户准备的‘三盘牛肉’”——根据项目要求,“三盘牛肉”任选。此外,管道局三公司研制的配套热处理感应加热设备,也为提高管道安全性提供了很好的解决方案。

  新能源业务全面布局

  在管道局,参与氢能业务的不止设计院、三公司两家单位。今年6月,由管道局二公司承建的玉门油田2022年水电厂氢气输送管道项目线路部分实现贯通。这是中国石油首个“绿氢”实验示范项目、甘肃省首条中长距离输氢管道,也是这个公司建设的首条输氢管道。

  年初以来,管道局党委多次对新能源业务发展作出部署,举办新能源新业务发展培训班,紧紧抓住“十四五”绿色低碳能源转型和大发展的重要窗口期,坚定不移推进新能源新业务发展。管道局党委书记、执行董事薛枫指出,要规模发展新能源新业务,加快技术攻关,快速建立技术领先优势,打造产业链“链长”,推进企业发展转型、绿色转型。

  按照管道局党委部署,各相关单位积极参与新能源业务发展。科技中心成立管道局新能源技术研究所,对新能源科研立项给予政策支持,制定《新能源(新材料)业务推进工作方案》,组织开展新能源课题“揭榜挂帅”。设计院、三公司之间开展技术交流,设计施工联动、无缝衔接;三公司与研究院、投运公司密切合作,共同完成课题研究;设计院、燃气公司、通信公司等单位之间互通有无、沟通合作,以全局一盘棋的姿态,携手向新能源市场进军。

  □延伸阅读

  今年3月,国家发展改革委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,首次将氢定义为一种绿色低碳的二次能源,明确氢是能源转型的重要载体。

  管道局累计开展国家、省部级、局级各类科研课题20余项,涵盖氢能、CCUS、光伏、储能等技术。其中氢能项目或方案有:济源—洛阳氢气管道二期工程,唐山氢气管道工程,湖北红安县300兆瓦装机容量、1200兆瓦时发电能力的氢储能电站发电工程项目,福建永安市300兆瓦装机容量、1200兆瓦时发电能力的氢储能电站发电工程项目,包头明拓风电制氢管道外输工程预可研,宁东能源化工基地化工新材料园区天然气掺氢项目,雷州—东海岛天然气掺氢管道可行性研究,河北旭阳能源长输氢气管道项目,陕燃综合能源站项目,陕京管道掺氢项目方案等。

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