拓展氢能储运 创新引领未来——记中国石油大学(华东)气体储运与安全技术研究中心李玉星教授氢能团队

当今时代，能源安全关系着国家经济社会发展的全局，尤其是油气资源作为不可再生能源，其重要性更是不言而喻。同样，作为能源运输的重要工具，油气管道在保障国家工业发展与民生能源安全方面具有重要的战略地位，是国家“血脉”。近年来，随着我国“双碳”战略的提出，为油气管道注入了新的“血液”，保障油气管道输送的高效安全成为了众多科研人员的使命。

李玉星教授接受央视采访

中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院储运工程系二级教授／博士生导师、“油气储运工程”学科带头人、山东省泰山学者特聘专家、国家重点研发计划首席专家李玉星，就长期从事管道输送与安全方面的研究工作，作为气体储运与安全技术研究中心团队的负责人，李玉星带领团队立足于国家和行业重大战略需求，针对氢能管道输送、二氧化碳管道输送、海洋油气多相流输送及液化储运等理论与技术取得了开创性、系统性的学术创新贡献，在油气管道输送领域攻坚克难，为国家油气管道和能源安全保驾护航。

扎根油气储运　团队齐心协力

30年扎根于油气运输储运技术领域，让李玉星积累了深厚的研究经验。截至目前，李玉星已经主持了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家科技重大专项等国家及省部级课题50余项，以及企业项目120余项。他迄今已发表论文560余篇，授权发明专利近90件，转化应用12件，并参与编制国家、行业等标准10项。在纯氢／掺氢燃气管道输送、超临界二氧化碳管输及安全控制、复杂多相管输工艺和计算、水合物形成预测与防控、FLNG工艺及设备和管道泄漏监测等方面取得了富有创新性的研究成果，多项科技成果在国内外推广应用，取得了巨大的经济效益和社会效益。

作为学校众多优秀科研团队之一，中国石油大学（华东）气体储运与安全技术研究中心团队人才汇聚，在李玉星的带领下，敢为人先、奋勇前行，积极响应国家“双碳”目标及发展新质生产力的政策，针对氢能管输及储运开展了一系列系统且深入的研究。

其中，刘翠伟教授是氢能方向的主要负责人，主要研究氢气管道输送与储存、　油气与新能源融合输送及管道泄漏监测与风险评价等，获评了国家青年拔尖人才；韩辉副教授精通数值模拟技术，他主要负责氢气管道安全风险评价与完整性管理研究，取得了可圈可点的成绩；朱建鲁副教授具有丰富的工程实践经验，主要负责氢气管道输送工艺研究；俞欣然副教授具有海外名校硕／博士学历，主要负责地下储氢库相关研究。此外，“九零”后博士后王财林也是氢能团队的重要成员，他主要负责氢气管道材料失效与安全控制研究。

正是这些优秀的人才汇聚在一起，作为氢能团队的重要成员，他们跟随着李玉星在氢能科研道路奋勇前行、攻坚克难，为完成氢能团队的科研任务竭尽全力。

李玉星教授（右一）在掺氢燃气平台开展研究工作

攻克技术难题　创新氢能储运

近年来，随着我国“双碳”目标的提出，对油气储运技术研究提出了新的要求。氢能被誉为21世纪“终极能源”，是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，可广泛应用于交通、工业、家庭用能等领域，现已成为全球能源技术革命的重要方向。早在2015年，李玉星就注意到了氢能的发展，开始“琢磨”掺氢燃气管道输送相关技术问题。

据李玉星介绍，氢能是实现“双碳”目标、保障国家能源安全的理想能源，但是制氢与用氢在区域上相距较远，运输成本高，对于管材安全性要求高。因此，氢能运输成为制约我国氢能产业发展的薄弱环节，经济性和安全性均有待提高。而“掺氢”就是将氢气与天然气按不同比例混合，再利用现有的天然气管网输送，被认为是一种高效、安全输运的优选方案。李玉星表示，纯氢与掺氢燃气管道输送及其应用是解决氢能大规模安全稳定高效输送难题的关键。

为了解决氢能大规模安全稳定高效输送的难题，在承担的国家重点研发计划“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”中，李玉星带领氢能团队攻坚克难，突破了中低压纯氢与掺氢燃气管道安全高效输送及其应用的理论与技术瓶颈，形成了系列原创理论和技术与标准体系；同时，他带氢能领团队扎进管网项目现场，深入走访调研，结合在实验室中反复打磨，建成了依托纯氢与掺氢燃气管输及应用科技试验平台的专业实验室，成功打造了掺－输－用一体化的氢能应用示范链条，形成了系列原创理论和技术与标准体系，为国家“双碳”目标的实现提供了技术创新支撑，提升了我国氢能输运与利用的创新水平、国际竞争力和影响力。

目前，李玉星带领团队聚焦氢能储运产业链理论研究和技术研发，研究主要从纯氢／掺氢天然气储运工艺、相容性、安全输送、燃烧利用和标准规范五个方面开展。在氢促失效机理、掺混非均匀分布、事故特征演化、燃烧稳定性等领域建立了系统的理论体系，形成了渗氢扩散测试装置、随动流量掺氢设备、燃气器具等一系列核心知识产权群，形成了渗氢扩散测试装置及技术、随动流量掺氢设备、完整性管理软件、掺氢燃气综合实验平台一批贯穿掺氢、输氢、用氢等各环节的代表性、原创性成果。其中比较有代表性的关键技术就是随动流量掺氢设备，李玉星介绍说，“氢分子比天然气分子小，在管道内流动时速度更快，可能会导致流动不稳定。同时，两者分子量不一样也可能会导致分布不均匀的问题。我们开发了随动流量掺氢设备，开发了软件系统，从而可以动态控制掺氢混气均匀度，确保掺氢后下游用气气质稳定性。”

科技是第一生产力，科研成果只有落地应用，才能真正产生价值。2023年，由氢能团队牵头在深圳研发、建设的我国首座城镇燃气掺氢综合实验平台成功投入使用，作为国内首个可推广、可复制的城镇燃气氢气掺－输－用一体化平台，该平台掺氢比达到20％，压力范围覆盖城镇燃气的全部压力运行范围，用氢面积85000平方米，用氢人口超过4000人，现已安全供气200多天，实现了掺氢燃气的宽压力、长周期、规模化应用。平台集成了测试、验证、生产功能，是目前我国乃至世界上建设功能最全面、技术集成最先进的科技实验平台，形成了可推广、可复制的撬装化、标准化项目成果。该平台的稳定运行意味着李玉星氢能团队系列科研成果正式落地应用，标志着氢能利用进入了全新的发展阶段；2023年11月，李玉星氢能团队参与完成了国内首次全尺寸掺氢天然气管道、封闭空间泄漏燃爆试验成功实施，填补了我国长输天然气管道掺氢燃爆验证试验的空白，为实现天然气长输管道掺氢输送技术自主可控奠定了基础。为此，李玉星两次接受中央电视台采访，相关科研成果被央视《朝闻天下》《新闻直播间》进行了报道。

李玉星表示，未来他们将开展纯氢与掺氢燃气管输及应用关键技术研究，真正实现氢能应用的示范产业链，推动“氢进万家”战略的实现。

随着时代的不断发展，能源问题只会愈加突出，油气储运科研任重而道远。肩负能源战略安全的时代重任，为了实现氢能管道输送在国内和国际领跑，李玉星带领气体储运与安全技术研究中心氢能团队，不断探索创新，燃烧热血青春，发挥智慧力量，步履不停、勇毅前行，为祖国加“油”，为民族争“气”，坚决守护国家能源安全。（文／张霞）

团队成员合照