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论坛简报|中国工程科技论坛——“氢能装备安全论坛”于4月20日在广东佛山隆重举行

2023-04-21

编者按:4月20-21日,由中国工程院主办,中国工程院机械与运载工程学部、中国机械工业集团有限公司、浙江大学、中国机械工程学会压力容器分会承办,广东省佛山市南海区政府、合肥通用机械研究院有限公司、佛山市南海区华南氢安全促进中心协办的第360场中国工程科技论坛——“氢能装备安全论坛”在广东省佛山市南海区隆重举行,中国工程院院士陈学东、郑津洋担任共同主席,中国工程院、中国科学院、德国工程院等18位院士受邀参会;并吸引了来自高等院校、科研院所、检验机构和装备制造企业等100余家国内外相关单位、超300名代表现场参会。据统计,线上直播观看人数超过13000人次,引起社会各界广泛关注。本届论坛设置了开幕式、大会主旨报告、平行分论坛及氢能企业参观等环节。与会的专家学者及参会代表围绕氢能储运装备关键技术进展及工程应用、氢安全技术研究及标准法规制定、氢能装备检测评估、氢电协同技术、燃料电池产业及关键技术发展等主题展开积极交流讨论。特别地,论坛在主会场周边策划展出了优秀青年论文,鼓励支持青年人才发展。以本次论坛为新的出发点,期望各界代表以更加清晰的视角看待氢能装备安全发展的未来,以更加积极的态度投身氢能装备关键技术研究和产业发展,以更大的发展格局开展领域内外合作与交流!

 


 

| 开幕式

 

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图1. 论坛开幕式现场

4月20日,由中国工程院主办,中国工程院机械与运载工程学部、中国机械工业集团有限公司、浙江大学、中国机械工程学会压力容器分会承办,广东省佛山市南海区政府、合肥通用机械研究院有限公司、佛山市南海区华南氢安全促进中心协办,中国工程院院士陈学东、郑津洋担任共同主席的第360场中国工程科技论坛——“氢能装备安全论坛”在广东省佛山市南海区隆重开幕!中国工程院、中国科学院、德国工程院等18位院士受邀参会。开幕式由陈学东院士主持,中国工程院副院长钟志华院士,中国机械工业集团有限公司党委书记、董事长张晓仑,广东省佛山市副市长乔羽依次致辞。

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图2. 钟志华院士致辞

钟志华院士指出习近平总书记在75届联合国大会上做出“双碳”承诺,推动工业交通等领域低碳转型。氢能作为未来能源体系的重要组成部分,提高效益和安全性是其产业化发展的关键。本次论坛交流氢能装备安全相关问题,统筹发展与安全,将为推动氢能产业规模化发展做出重要贡献。 

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图3. 张晓仑董事长致辞

张晓仑董事长阐述了氢能产业发展的重要性,并充分肯定了论坛在氢能装备安全相关技术交流方面的积极影响。他还特别介绍了国机集团为我国氢能装备发展所做的贡献。 

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图4. 乔羽副市长致辞

乔羽副市长在充分说明氢能产业发展重要性的同时,介绍了我国氢能产业高质量发展的举措,具体介绍了佛山的氢能产业布局,期望参会代表们了解佛山当地氢能发展,为氢能产业安全发展建言献策,带动更多企业和项目落地佛山。

 

| 大会主旨报告


4月20日全天及21日上午,陈学东院士、郑津洋院士、涂善东院士、凌逸群教授级高工、彭林法教授、李德才教授、蒋利军教授级高工、黄守道教授、韩一松正高级工程师、何云堂教授级高工、Klaus Drechsler院士、Andrei Tchouvelev博士、Ibrahim Dincer教授等13位国内外专家围绕氢能储运、氢安全传感、设备损伤检测、氢泄漏安全评估、可再生能源制氢、氢液化与加注、氢安全标准法规等相关内容作了精彩的主旨报告。主旨报告环节分别由涂善东院士、陈学东院士、郑津洋院士,国机集团合肥通用机械研究院有限公司总经理范志超研究员,以及西安交通大学原副校长程光旭教授、清华大学李德才教授依次主持。

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图5. Ibrahim Dincer教授作主旨报告

加拿大安大略理工大学Ibrahim Dincer教授以“Hydrogen Sector Development: Challenges and Opportunities”为题,讨论了氢能产业发展面临的挑战和机遇。他以加拿大氢能产业发展为案例,定义和讨论了清洁氢能生产、储存、输配和利用过程中的各项技术要求。他还进一步探讨了实现短期、中期和长期零碳排放经济发展目标的氢能产业发展技术路线。

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图6. 陈学东院士作主旨报告

陈学东院士在“中国氢能储运装备技术进展”报告中首先概述了各类氢能装备的典型失效模式与损伤机理,分析了我国站用储氢、道路运氢、管道输氢、车载用氢等重要氢能储运装备设计制造与维护技术进展,总结了目前我国氢能储运装备技术存在的不足。并从氢气来源及其输配基础设施两个方面,探讨了不同技术路线的经济性和对碳减排的贡献。

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图7. 凌逸群教授级高工作主旨报告

中国石化集团公司原副总经理凌逸群教授级高工分享了氢能管道输送案例研究。他介绍了中国石化正在建造“西氢东送”长输管道,是我国首条跨省区、长距离的纯氢输送管道;同时指出国外相关标准多为指南类,对输氢管道具体技术要求和建设标准不够明确,因此我们需依托重大示范项目稳步推进输氢管道建设并健全完善相关标准。 

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图8. 郑津洋院士作主旨报告

浙江大学氢能研究院院长郑津洋院士的主旨报告聚焦氢能高压储输关键技术及工程应用。指出经过20年努力,我国在高压氢环境氢脆原位检测评价和防控、高安全低成本大容量高压储氢、复合材料轻质高压储氢等关键核心技术研究中取得突破,研制的50MPa/98MPa储氢高压容器、35MPa/70MPa复合材料高压氢气瓶等系列产品广泛应用于加氢站、氢燃料电池汽车等领域,实现了加氢站储氢高压容器自主可控,我国铝内胆碳纤维全缠绕高压氢气瓶产量和使用量全球第一。他在报告中还详细介绍了氢能高压储输面临的挑战、基础研究、技术创新和工程应用,并给出了若干研究建议。

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图9. 涂善东院士作主旨报告

华东理工大学教授涂善东院士的主旨报告专注氢安全智能传感技术。他认为,为了促进氢能技术与装备尽快进入迭代创新,基于先进传感的智能监测监控技术是十分值得关注的方向。在涉氢材料及装备还不完全成熟的情况下,可靠的智能监测监控技术有期望识别早期设备损伤与泄漏,并及时处置泄漏的氢气,从而确保氢能装备安全。他在报告中提出建设以可靠性为中心的创新网络,发展一代材料与工艺、创新一代智能监测监控技术,实现先进氢能装备的研发与应用。

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图10. 彭林法教授作主旨报告

上海交通大学彭林法教授介绍了我国燃料电池产业现状、关键技术及发展趋势。他在报告中首先分析了车用燃料电池汽车示范及电堆产业现状;针对车用燃料电池大功率输出、长寿命运行、低成本制造的需求,总结了近年来车用燃料电池电堆、关键零部件及核心材料的技术进展;最后,面向燃料电池汽车规模化示范推广应用需求,展望了车用燃料电池产品的发展趋势及技术路径。

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图11. Klaus Drechsler院士作主旨报告

德国工程院院士、德国碳纤维复合材料联盟主席、慕尼黑工业大学碳纤维复合材料研究所所长、弗兰霍夫轻量化工程研究所所长Klaus Drechsler在报告中主要介绍了研究项目“Development of a Machine Learning Environment for Early Damage Detection of Hydrogen Pressure Vessel”的前期工作进展。该研究项目的目标是开发一个机器学习分类器,使用压力试验获取的数据来预测储罐是否能通过(有破坏性的)爆破或压力循环测试。另外,这个分类器也可被用来实现储罐使用时的健康监测。 

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图12.李德才教授作主旨报告

清华大学李德才教授在报告“纳米磁性液体密封及氢气密封检漏研究”中依次介绍了磁性液体的奇异特性、磁性液体的密封原理和磁性液体的广泛应用。他还介绍了密封氢气时泄漏检测、基于吸氢膨胀效应的密封材料损伤机制分析,以及泄漏等级划分和泄漏位置确定等。

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图13. Andrei V. Tchouvelev博士作主旨报告

美国化学工程师协会氢能委员会安全与监管分会主任Andrei V. Tchouvelev博士在报告中介绍了“Safety of Hydrogen Equipment Enclosures”项目的目标、方法和结果。该项目致力于制定最佳传感器放置指南,从而更早检测到氢气泄漏。通过CFD模拟以及QRA工具应用,对空间内氢气聚集以及通风情况进行模拟,找到了设施内通风流量最低的位置,成功建立了一种可以检测室外空间内氢气泄漏的传感器布置方法。

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图14. 蒋利军教授级高工作主旨报告

中国有研科技集团首席专家、国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心主任蒋利军教授级高工分享了固态储氢的安全技术研究。他在报告指出固态储氢具有低压储氢的本征安全特性,并可以与现有的绿氢制备系统有良好的兼容性。为提高固态储氢的安全性,他介绍了近年来开展的固态储氢技术研究,以及固态储氢装置示范应用。

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 图15. 黄守道教授作主旨报告

湖南大学岳麓学者领军教授黄守道与与会代表探讨海上超导风电机组与制氢一体化技术。他在报告中概述了海上风电装备与风能高效利用发展趋势,介绍了基于液氢冷却的超导风力发电机组技术研究,深入探讨如何通过超导风电与海水制氢有机结合,介绍了超导风力发电、电解海水制备液氢(风电就地消纳)、氢能储运等技术集成应用。 

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图16. 韩一松正高级工程师作主旨报告

杭氧集团股份有限公司副总经理、总工程师韩一松正高级工程师在 “大型氢液化及加注系统关键部机的开发” 报告中介绍了杭氧集团在制氢、氢储运、终端用氢等方面的技术研究及应用,包括液氢制备、储存及运输技术装备研制,液氢加氢站研发,以及适用气氢加氢站的往复式压缩机和膜压机等。

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图17. 何云堂教授级高工作主旨报告

中国汽车技术研究中心高级总监何云堂教授级高工将与会代表的关注点引到氢能应用安全标准创新。他指出国家和地方氢能相关政策的密集出台推动了氢燃料电池汽车(FCEV)示范运行和产业化进程,但安全标准依旧是第一门槛、是推动国家政策落地的基本条件。另外,联合国全球技术法规GTR13第二阶段的出台,也将对中国标准产生重大影响。

 

| 平行分论坛


4月21日上午,合肥通用机械研究院有限公司副总经理徐双庆,以及浙江大学化工机械研究所副所长、浙江大学氢能研究院氢储输装备研究中心主任施建峰教授分别主持平行分论坛。花争立、成慧杰、刘孝亮、周池楼、刘元琦、王威、吕蓉蓉、万君、滕国阳等9位青年学者在两个分论坛与各界代表共同探讨多个最新研究题目,包括氢泄漏、氢与材料相容性、疲劳测试、液氢瞬态空化等。

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图18. 优秀青年论文展

在促进各界交流与合作的同时,论坛还特别关注青年人才的发掘和培养。分论坛开始之前,徐双庆副总经理主持举行了天生氢能优秀青年论文表彰仪式。他们的论文更是在主会场周边得以展出,与会代表纷纷驻足观看、交流讨论。

 

| 氢能企业参观


4月21日下午,论坛组织一众参会代表集体参观了当地颇具特色的氢能装备研发制造企业、加氢站和展馆,包括广东清能新能源技术有限公司、鸿基创能科技(佛山)有限公司、瀚蓝(佛山)新能源运营有限公司——瑞晖加氢站、南海氢能馆等。为了提升参观和交流体验,本次参观将参会代表随机分为两支队伍,沿着两条路线交错参观各站点。参会代表们有序参观了瑞晖加氢站内的卸气柱、加氢机、全多层钢制高压储氢容器、压缩机、冷水机组等设备,并有幸观摩了氢能环卫车进站加氢过程。

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图19. 全多层钢制高压储氢容器

在广东清能新能源技术有限公司,参会代表们参观了装载有该企业燃料电池产品的氢能环卫车、渣土车、冷链车,并向企业工作人员咨询了产品相关性能及使用情况。进入鸿基创能科技(佛山)有限公司,参会代表们在了解企业主营产品(如高性能催化剂涂层质子膜(CCM)、低成本和高性能的膜电极(MEA)等)的同时,在生产车间参观了膜电极的生产工艺和流程。作为极具佛山南海特色的氢能产业展示窗口,佛山南海氢能馆中陈列了当地氢能企业的代表产品,吸引参会代表们纷纷驻足观看、拍照留念。此次参观不仅让参会代表们进一步了解了当地氢能产业发展政策和代表性技术及应用产品,从中窥见氢能产业发展的活力和潜力,还让他们切身感受到了氢能时代的到来。 

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图20. 氢能企业参观

 

| 结语


氢能是全球能源转型的重要方向,也是推动实现我国“双碳”战略目标的重要途径。本次论坛积极响应国家“双碳”战略,贯彻落实党的二十大报告重要举措,聚焦氢能装备安全关键技术研究和产业发展,切实推动学界、产业界和政府相关部门等各界之间的交流和合作,对推动我国氢能科学事业和产业发展具有重要意义。



 

 

编辑:丁亭亭、黄华

图片来源:知领直播、浙江大学氢能研究院

审核:陈志平、施建峰

 

 

 


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