护航氢能安全 “氢”启绿色未来
——国家市场监督管理总局技术创新中心（氢储运加注装备）助力氢能全产业链发展纪实
本文字数: 3002
氢能作为一种清洁、高效的二次能源，与风电、光伏等新能源协同发展有广阔前景。
四川是我国最大的清洁能源基地，水电发电量和天然气产量都居全国第一，也是全国极少数具有氢能全产业链资源的省份。
3年前，国家市场监督管理总局技术创新中心（氢储运加注装备）（以下简称技术创新中心）落户四川成都。该中心以特种设备检验检测为切入点，围绕绿氢产业链，联合多家链主企业形成四川省氢能创新联合体，聚焦氢气储存、运输、加注等关键环节及关键装备的安全，开展关键技术研究，为提升氢能产业综合竞争力注入强大动力。
打造氢能检测平台 技术护航储氢安全
氢能安全是氢能产业良性发展的基础。随着氢能与燃料电池汽车产业的快速发展，社会对氢安全的关注度和需求度持续攀升，这给氢能的安全储存带来挑战。
“氢能产业链绵长复杂，在储运加工环节，氢能装备测试更关注的是材料、氢气相容性，装备安全，储运安全等，这一过程较为复杂，涉及温度、压力、电化学、电力电子等多个专业技术。”技术创新中心相关负责人表示。
为此，前不久，技术创新中心第二次全体会议就《技术创新中心建设发展五年规划》征求意见，明确提出构建支撑氢能产业高质量发展的创新体系，以加强氢能全链条安全监管为重点任务，搭建金属材料氢环境原位/工况测试平台、氢气瓶阀和加注装备测试平台、车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验平台等，构建支撑四川氢能产业发展的检验检测服务体系，技术护航储氢安全。
展示特检“氢”功 服务氢能全产业链发展
据四川省交通运输厅统计，目前在成都、德阳、内江、凉山等地布局了加氢站，推广应用的氢燃料公交车、物流货运车等各类氢能源车辆已有600余台，示范规模西部第一、全国前列。《四川省进一步推动氢能全产业链发展及推广应用行动方案（2024—2027年）》也明确指出将在全省范围内放宽氢燃料电池车辆市区通行限制，安装使用ETC装备的氢能车辆将免除川内高速公路通行费。氢燃料的广泛应用，为储氢设备检验带来巨大压力。
技术创新中心郫都基地重点打造车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验检测平台，具备35MPa/70MPa车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验能力，检验检测线集成多项智能化、自动化专业设备，能实现拆卸、传输、置换、气密性和水压测试等自动化作业，可满足年5000只车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶的定期检验需求。项目的实施填补了全省车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验的空白，解决了车用氢气瓶检不了、检不快的问题，为我国汽车产业转型发展和能源结构调整提供了安全保障和技术支撑。
氢能检测“全能王” 筑牢设备安全篱笆
相关统计数据表明，我国临氢设备普遍面临国产率低、使用周期短、失效数据库缺失等突出问题，因氢气泄漏导致的事故数量约占国内外氢能安全事故的一半以上。事故的核心在于材料在高压氢环境下的氢损伤以及零部件在长周期服役过程中的疲劳失效。因此，确保不发生泄漏事故，氢能风险防控就要抓住源头，临氢设备要筑牢安全篱笆。
技术创新中心相关负责人谈道：“氢环境下应用的金属材料要求与氢具有良好的相容性，因此需进行氢与材料之间的相容性试验。被广泛认可的氢与材料相容性检测方式是高压氢环境中的原位检测，可实现将材料直接置于高压氢环境下进行相关力学试验。”针对材料的氢损伤等问题，技术创新中心打造的金属材料氢环境原位/工况测试平台，集成高压供气系统、环境釜、力学试验机与高精度检测系统，具备在-55℃~100℃试验温度范围、最大试验压力70 Mpa、最低加载速度5×10-5mm/min、试验频率1× 10-4~10Hz条件下开展实验的能力，加载精度高、范围广。
阀门是氢储运装备的“螺丝钉”，在氢储运技术中扮演着重要的角色。针对氢阀门大量新开发测试需求，技术创新中心打造了氢气瓶阀、加注装备氢环境原位/工况测试平台，配备15台（套）氢加注装备核心零部件检测设备和24台（套）测试系统，具备开展氢气瓶阀、加氢站氢气阀门、加氢枪、加氢口、加氢机等零部件30项实验的条件，可实现全面评估零部件在氢环境下的相容性、密封性、流量稳定性、耐腐蚀性、耐压性及耐久性等性能，实现加氢枪、加氢口和加氢机检测项目全覆盖，为工业生产企业提供全方位安全技术保障。
科研“氢”实力 助力经济发展
前不久，四川省政府发布了《四川省进一步推动氢能全产业链发展及推广应用行动方案（2024—2027年）》，明确将技术创新中心列入加快关键核心技术突破的创新载体，加强关键零部件技术攻关，推动在创新技术方面取得重大突破。
今年，技术创新中心成功为中国西部高原地区投用的第一座标准化固定式氢加注设施——西昌月城加氢站开展检验。该加氢站存贮环节的核心设备，是四川省首台在用的重大专项技术产品——多层包扎式固定储氢容器。该容器结构复杂，由于工作中承载的压力大，受应力情况也较为复杂，因此非常考验定检工作的技术水平和综合实力。检验人员利用超声波、相控阵和内窥镜等无损检测方法，对容器封头复合板剥离情况、接管深环焊缝、封头与筒体环焊缝以及筒体内表面腐蚀情况等项目逐一进行了检验检测，为设备的安全运行排除潜在隐患。
2023年5月，技术创新中心牵头的揭榜挂帅项目《高压储氢包扎容器制造质量控制和在役安全风险评估》顺利通过验收。该项目从多层包扎储氢容器失效模式分析出发，查找潜在失效风险和质量控制薄弱点，从产品设计、制造的源头把关设备产品质量，保障本质安全，形成了一整套有效制造检验和在役检验的技术方案，解决了检验任务中的诸多技术难题。
截至目前，技术创新中心完成服务类技术类成果转化5项，技术权利转让类成果转化1项，获得四川省科技进步三等奖2项，针对氢能产业关键环节和关键装备，开展了核心技术攻关、装备研制、关键材料测试以及核心零部件国产化，取得了氢能设备和零部件检验检测以及科研标准等方面的成果，实现了技术研发与能力建设的融合发展。
四川是我国最大的清洁能源基地，水电发电量和天然气产量都居全国第一，也是全国极少数具有氢能全产业链资源的省份。
3年前，国家市场监督管理总局技术创新中心（氢储运加注装备）（以下简称技术创新中心）落户四川成都。该中心以特种设备检验检测为切入点，围绕绿氢产业链，联合多家链主企业形成四川省氢能创新联合体，聚焦氢气储存、运输、加注等关键环节及关键装备的安全，开展关键技术研究，为提升氢能产业综合竞争力注入强大动力。
打造氢能检测平台 技术护航储氢安全
氢能安全是氢能产业良性发展的基础。随着氢能与燃料电池汽车产业的快速发展，社会对氢安全的关注度和需求度持续攀升，这给氢能的安全储存带来挑战。
“氢能产业链绵长复杂，在储运加工环节，氢能装备测试更关注的是材料、氢气相容性，装备安全，储运安全等，这一过程较为复杂，涉及温度、压力、电化学、电力电子等多个专业技术。”技术创新中心相关负责人表示。
为此，前不久，技术创新中心第二次全体会议就《技术创新中心建设发展五年规划》征求意见，明确提出构建支撑氢能产业高质量发展的创新体系，以加强氢能全链条安全监管为重点任务，搭建金属材料氢环境原位/工况测试平台、氢气瓶阀和加注装备测试平台、车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验平台等，构建支撑四川氢能产业发展的检验检测服务体系，技术护航储氢安全。
展示特检“氢”功 服务氢能全产业链发展
据四川省交通运输厅统计，目前在成都、德阳、内江、凉山等地布局了加氢站，推广应用的氢燃料公交车、物流货运车等各类氢能源车辆已有600余台，示范规模西部第一、全国前列。《四川省进一步推动氢能全产业链发展及推广应用行动方案（2024—2027年）》也明确指出将在全省范围内放宽氢燃料电池车辆市区通行限制，安装使用ETC装备的氢能车辆将免除川内高速公路通行费。氢燃料的广泛应用，为储氢设备检验带来巨大压力。
技术创新中心郫都基地重点打造车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验检测平台，具备35MPa/70MPa车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验能力，检验检测线集成多项智能化、自动化专业设备，能实现拆卸、传输、置换、气密性和水压测试等自动化作业，可满足年5000只车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶的定期检验需求。项目的实施填补了全省车用压缩氢气纤维全缠绕气瓶检验的空白，解决了车用氢气瓶检不了、检不快的问题，为我国汽车产业转型发展和能源结构调整提供了安全保障和技术支撑。
氢能检测“全能王” 筑牢设备安全篱笆
相关统计数据表明，我国临氢设备普遍面临国产率低、使用周期短、失效数据库缺失等突出问题，因氢气泄漏导致的事故数量约占国内外氢能安全事故的一半以上。事故的核心在于材料在高压氢环境下的氢损伤以及零部件在长周期服役过程中的疲劳失效。因此，确保不发生泄漏事故，氢能风险防控就要抓住源头，临氢设备要筑牢安全篱笆。
技术创新中心相关负责人谈道：“氢环境下应用的金属材料要求与氢具有良好的相容性，因此需进行氢与材料之间的相容性试验。被广泛认可的氢与材料相容性检测方式是高压氢环境中的原位检测，可实现将材料直接置于高压氢环境下进行相关力学试验。”针对材料的氢损伤等问题，技术创新中心打造的金属材料氢环境原位/工况测试平台，集成高压供气系统、环境釜、力学试验机与高精度检测系统，具备在-55℃~100℃试验温度范围、最大试验压力70 Mpa、最低加载速度5×10-5mm/min、试验频率1× 10-4~10Hz条件下开展实验的能力，加载精度高、范围广。
阀门是氢储运装备的“螺丝钉”，在氢储运技术中扮演着重要的角色。针对氢阀门大量新开发测试需求，技术创新中心打造了氢气瓶阀、加注装备氢环境原位/工况测试平台，配备15台（套）氢加注装备核心零部件检测设备和24台（套）测试系统，具备开展氢气瓶阀、加氢站氢气阀门、加氢枪、加氢口、加氢机等零部件30项实验的条件，可实现全面评估零部件在氢环境下的相容性、密封性、流量稳定性、耐腐蚀性、耐压性及耐久性等性能，实现加氢枪、加氢口和加氢机检测项目全覆盖，为工业生产企业提供全方位安全技术保障。
科研“氢”实力 助力经济发展
前不久，四川省政府发布了《四川省进一步推动氢能全产业链发展及推广应用行动方案（2024—2027年）》，明确将技术创新中心列入加快关键核心技术突破的创新载体，加强关键零部件技术攻关，推动在创新技术方面取得重大突破。
今年，技术创新中心成功为中国西部高原地区投用的第一座标准化固定式氢加注设施——西昌月城加氢站开展检验。该加氢站存贮环节的核心设备，是四川省首台在用的重大专项技术产品——多层包扎式固定储氢容器。该容器结构复杂，由于工作中承载的压力大，受应力情况也较为复杂，因此非常考验定检工作的技术水平和综合实力。检验人员利用超声波、相控阵和内窥镜等无损检测方法，对容器封头复合板剥离情况、接管深环焊缝、封头与筒体环焊缝以及筒体内表面腐蚀情况等项目逐一进行了检验检测，为设备的安全运行排除潜在隐患。
2023年5月，技术创新中心牵头的揭榜挂帅项目《高压储氢包扎容器制造质量控制和在役安全风险评估》顺利通过验收。该项目从多层包扎储氢容器失效模式分析出发，查找潜在失效风险和质量控制薄弱点，从产品设计、制造的源头把关设备产品质量，保障本质安全，形成了一整套有效制造检验和在役检验的技术方案，解决了检验任务中的诸多技术难题。
截至目前，技术创新中心完成服务类技术类成果转化5项，技术权利转让类成果转化1项，获得四川省科技进步三等奖2项，针对氢能产业关键环节和关键装备，开展了核心技术攻关、装备研制、关键材料测试以及核心零部件国产化，取得了氢能设备和零部件检验检测以及科研标准等方面的成果，实现了技术研发与能力建设的融合发展。
□彭雪姣 干 兵
相关链接
国家市场监督管理总局技术创新中心（氢储运加注装备）是国家市场监督管理总局批准建设的首批19个技术创新中心之一，也是目前全国唯一批准的国家市场监管氢储运加注装备技术创新中心，2023年正式纳入运行序列。该技术创新中心由四川省特种设备检验研究院、广东省特种设备检测研究院、东方电气集团东方锅炉股份有限公司、厚普清洁能源股份有限公司、四川大学联合申报建设——政、产、学、研、用，一应俱全。按照规划，该中心将围绕国家氢能产业发展战略需求，通过上述单位的协同创新，重点开展氢储存、运输、加注环节核心技术的研发，关键装备的产业化以及相关检验检测技术、评价方法标准化的研究，并进行技术试验、孵化、示范、推广，推动成果工程化、标准化、市场化、产业化。
